CN1147957C - 矩形电池 - Google Patents

矩形电池

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Abstract

提供了一种含有电极板，可以被容易制备具有高的活性材料填充密度和高的容积能量密度的矩形蓄电池。把由氢-吸收合金负电极板(21，22)构成的连接负电极板(20A)在中间部分(连接部分)(23)弯曲成U型。然后用非编织纤维制成的隔板(30)插入其中把复合正电极板(10A)(10B，10C)夹在氢吸收合金负电极板(21，22)之间制备电极板元件。然后把两个这样的电极板元件层叠以形成电极板组。

Description

矩形电池
技术领域
本发明涉及一种矩形电池，特别是例如镍-氢蓄电池和镍-镉蓄电池的矩形蓄电池，该蓄电池含有一组电极板，电极板的正电极板和负电极板彼此层叠，在中间插入一个隔板。
背景技术
最近，已经开发了一种矩形碱性蓄电池，使用该电池代替圆柱型蓄电池以提高设备内部的容积效率，圆柱型碱性蓄电池含有一组通过螺旋缠绕正电极板和负电极板，并在它们之间插入一个隔板形成的盘绕电极组。这种矩形碱性蓄电池是通过下面的方法制备的，该方法包括把彼此层叠，中间插入隔板的正电极板和负电极板插进一个矩形外壳中，分把从正电极板延伸出的正极导线和从负电极板延伸出的负极导线连接到正电极末端和负电极末端，向外壳中注入电解液，然后用密封材料在开口部位密封外壳。
已经发现，作为便携设备例如便携式电话机和笔记本型个人计算机的电源，这种矩形碱性蓄电池的需求迅速增长。因此，就要求矩型碱性蓄电池具有更高的容量和较长的使用寿命。为达到这一目的，通过如下方法制备了这种矩形碱性蓄电池，该方法包括，形成一对水平安置的负电极板，它们彼此相同，都有一个带-状的芯材料，弯曲这对负电极板的中间部分(联结部分)形成U-型，用U-型弯曲把一个正电极板夹在两个彼此连接的负极电极板之间，中间插入隔板，形成电极板元件，在电极板元件之间层叠一个正极电极板，中间插入隔板形成一组电极板，然后把电极板组插入到一个有电解液的矩形外壳中。
隔板不参与电池的充电-放电反应，当把隔板的厚度降低以进一步增强所述矩形碱性蓄电池的能量密度时，可以增加填充的活性物质的量，其增加的量与隔板厚度的减少相对应，使得有可能获得高的能量密度和容量的电池。
然而，为获得较高的能量密度和容量，隔板减少的厚度越小，隔板的机械强度越低，并且越容易发生内部短路。因此，就限制了隔板厚度的降低。
当矩形碱性蓄电池是通过如下的方法制备时，需要六片隔板30，该方法用一个中间弯曲的U-型部分(连接部分)23把一个正电极板10D夹在两个彼此连接的负极电极板24，25之间，在它们之间插入隔板30，形成电极板元件，在一对电极板元件之间层叠一个正极电极板10D，中间插入隔板30形成一组电极板，然后把电极板组插入到一个如图5所示的有电解液的矩形外壳中。
当降低在电池中插入的隔板片的数目，而不是降低隔板的厚度，来增加电极板的厚度，其增加的量与隔板厚度减少的量对应，因此增加了活性材料的填充量，例如，当通过如下方法制备矩形碱性电池时，只需要四片隔板，该方法包括用一个中间的U-型弯曲部分(连接部分)23把一个较厚的正电极板10E夹在两个彼此连接的负极电极板26，27之间，形成电极板元件，把两个这种电极板元件层叠形成一组电极板，然后把电极板组插入到一个如图6所示的有电解液的矩形外壳中。
因此，当降低插入在电池中的隔板片的数量，而不是降低隔板的厚度时，可以增加电极板的厚度，其增加的量与隔板片数目的降低相对应，使得有可能增加填充的活性物质的量。因此，就能获得高的能量密度和容量的电池。
然而，上述方法的缺点是很难通过填充高密度的活性物质制备很厚的电极板。所述方法的另一个缺点是，当制备含有如三维网状多孔基质的芯材料(例如膨胀的镍)的电极板时，很难增加电极板自身的厚度。
发明内容
本发明解决了上述缺点，提供一种矩形电池，例如矩形碱性蓄电池，该电池含有的电极板可以被很容易地制备，活性物质的填充密度和容积能量密度高。
本发明具有如下方面：
方面1.一种含有一个正电极，一个负电极和一个插在它们之间的隔板的矩形电池，其中，
电极上涂有活性材料，
至少正电极和负电极之一具有由多个具有相同极性的直接相邻的电极板制成的复合电极板，
把至少一个集电极板结合在所述复合电极板上，并向外伸出，安置所述集电极板，使得它与在其结合部位的所述隔板不接触，
集电极板被夹在构成所述复合电极板的各个所述电极板的一端之间，通过所述集电极板从构成所述复合电极板的所述电极板收集电荷，
并且，电极板的结合表面是暴露活性材料的电极板芯表面，各个并列的电极板是通过把电极板芯表面结合到集电极板上而结合成复合电极板的。
方面2.如方面1所述的矩形电池，其特征在于含有一组电极板，该一组电极板中的一个电极板和其它电极板彼此层叠，在其中插有隔板，其中所述的一组电极板含有多个电极板元件的层叠品，每个元件有一个由多个所述其它电极板制成的复合电极板，复合电极板夹在一对其中插有隔板的所述一个电极板中。
方面3.如方面1所述的矩形电池，其特征在于所述矩形电池是矩形碱性蓄电池。
方面4.如方面2所述的矩形电池，其特征在于多个所述一个电极板通过一个由构成所述电极板的芯制成的连接部分彼此联结，并和所述电极板形成整体，所述连接部分被弯成U-型，这样所述的复合电极板就通过所述U-型的连接部分被彼此联结的多个所述一个电极板夹住。
方面5.如方面1所述的矩形电池，其特征在于所述的电极板中的至少任一个包括芯材料，该芯材料包括金属多孔材料和填充在所述电极板中的活性物质。
方面6.如方面1所述的矩形电池，其特征在于所述芯材料由膨胀的镍组成，具有充满含氢氧化镍活性物质浆液的三维连续空间。
方面7.如方面1所述的矩形电池，其特征在于所述的复合电极板构成一个正电极。
方面8.如方面4所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板除U-型连接部分外涂有活性物质。
方面9.如方面4所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板由冲压金属的芯金属制成，除了所述U-型连接部分其两侧表面涂有活性材料浆料。
方面10.如方面4所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板由金属网制成的芯金属制成，除了所述U-型连接部分，其两侧表面涂有活性材料浆料。
方面11.如方面4所述的矩形电池，其特征在于多组所述一组电极板层叠在底部封闭的柱状矩形金属外壳中，配置如下，在电极组的两端的一个电极，金属外壳的内表面彼此紧密接触，所述U-型连接部分与金属外壳的底表面紧密接触，复合电极与至少一个集电极板连接，金属外壳中充满电解液。
方面12.如方面2所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板由复合电极板制成。
方面13.如方面1的矩形电池，其中所述复合电极板的芯材料是由膨胀的镍制成，而正电极和负电极中的另一个，即正电极和负电极中不具有含由膨胀的镍制成的芯材料的复合电极板的电极，是由冲压金属制成的。
附图简述
图1表示的是根据本发明第一个例子的复合正电极板图，其中，图1(a)表示的是两片彼此交叠的正电极板，彼此分开，图1(b)说明的是叠片的侧面。
图2表示根据本发明第二个例子的复合正电极板图，其中，图2(a)表示的是两片彼此交叠的正电极板，彼此分开，图2(b)说明的是叠片的侧面。
图3表示根据本发明的改动的复合正电极板图，其中，图3(a)表示的是三片彼此交叠的正电极板，彼此分开，图3(b)说明的是叠片的侧面。
图4是一个表示本发明的电极板组的横截面图。
图5是一个表示本发明的电极板组的横截面图。
图6是一个表示本发明的电极板组的横截面图。
图7是一个表示常见例子的电极板组图(第一对比例)。
图8是另一个表示常见例子的电极板组图(第二对比例)。
具体实施方式
为了解决上述问题，本发明的矩形蓄电池含有一组电极板作为电极板，该电极板有一对一个电极板(例如，负电极板)和一个由多个其它电极板制成的复合电极板(例如，正电极板)，复合电极板被夹在一对一个电极板之间，在它们之间插入隔板。提供了一种这样的电极板元件或多个这样的电极板元件的层压制品。在这组电极板的配置中，不需要在电极板元件之间插入隔板，使得有可能降低插入到电极板组中隔板片的数目。
通过降低要插入到电极板组中隔板片的数目，可以增加一个电极板和其它电极板的厚度，其量与要减少的隔板片的数目相对应。通过增加电极板片的数目，而不是增加电极板的厚度，就能降低每片电极板的厚度。因此，就可以填充高密度的活性物质。同时，可以使用三维网状多孔物质作为电极芯材料。因此，电极板的容积能量密度就得到了增强，有可能获得高容量的矩形碱性蓄电池。
进而，当在复合电极板外至少安装一个集电极板，插入集电极导电板，使它在安装点与隔板不接触，就能避免形成集电极板时产生的毛刺引起的隔板穿孔产生的短路。另外，当在构成复合电极板的各种电极板上安置这种集电极板时，应使集电极板在焊接部分彼此相对，这样电极板与隔板接触，就能避免由于隔板穿孔产生的短路。
而且，当在构成复合电极板的各种电极板之间安装一个集电极板时，进行如下配置，通过集电极板从各种电极板收集电，就能避免隔板穿孔产生的短路，因为集电极板的这样配置使得它在安装点与隔板不接触。同时，就能降低集电极板的数目。
而且，用这些电极板的芯材料制成的联结部分把一对一个电极板彼此连接起来并形成整体。当连接部分被弯曲成近似U-型时，可以只把复合电极安置在一对通过U-型弯曲连接部分彼此连接的单电极之间，其中插入隔板，可以很容易地形成电极板元件。因此，可以很容易地形成一组这种电极板。
将结合附图描述本发明的实施方案，其中将本发明应用到镍氢蓄电池上。
图1表示根据本发明第一个实施例的复合电极板，其中图1(a)表示两片正电极板，彼此层叠和偏离，图1(b)表示的是叠片的侧面。图2表示根据本发明第二个实施例的复合正电极板图，其中，图2(a)表示的是两片彼此交叠的正电极板，彼此分开，图2(b)说明的是叠片的侧面。图3表示根据本发明的第三个实施例的复合正电极板图，其中，图3(a)表示的是三片彼此交叠的正电极板，彼此分开，图3(b)说明的是叠片的侧面。图4表示的是根据本发明的各实施例的电极板组的横截面图。图5表示的是第一个对比例的电极板组图。图6是第二个对比例的电极板组图。
1.复合正电极板的制备
(1)实施例1
将含有由具有三维连续空间的膨胀镍等制成的金属多孔材料的芯金属填充以含有氢氧化镍作为主要成分的活性材料浆料，干燥，然后轧制成预定的厚度(例如，0.63mm)，以制备第一个镍正电极板11和第二个镍正电极板12。
随后，将填充在第一个镍正电极板11和第二个正电极板12的上端的活性材料部分移出，形成各个的活性材料释放部分。把第一个集电极板11a或第二个集电极11b焊接在这些释放部分。因此，如图1所示(其中图1(a)是为了便于理解把两个电极板层叠在一起，但彼此分开的正视图(当完成时就完全层叠)，图1(b)是叠片的侧视图)，层叠第一个镍正电极板11和第二个镍正电极板12，使得第一个集电极板11a和第二个集电极板12a彼此相对，来制备实施例1的复合正电极板10A。
至于用作主要组分的含氢氧化镍的活性材料浆料，用如下的方法获得，包括向10重量份氢氧化镍粉末中加入0.2重量％的羟丙基纤维素水溶液，该氢氧化镍粉末中含有2.5重量％的锌和1重量％的钴作为共沉淀成分，然后搅拌混合物。至于作为主要成分含有氢氧化镍的活性材料浆液，使用下文所述的相同材料。
(2)实施例2
将含有由具有三维连续空间的膨胀的镍等制成的含有金属多孔材料的芯材料(例如厚度1.2mm)填充上含有氢氧化镍作为主要成分的活性材料浆料，干燥，然后轧制成预定的厚度(例如，0.63mm)，以制备第一个镍正电极板13和第二个镍正电极板14。
随后，将填充在第二个正电极板14的上端的活性材料部分从移出，形成一种活性材料释放部分。把一个集电极板14a焊接在释放部分。因此，如图2所示(其中图2(a)是为了便于理解把两个电极板层叠在一起，但彼此分开的正视图(当完成时就完全层叠)，图2(b)是叠片的侧视图)，第二个镍正电极板14层叠在第一个镍正电极板12上，使得第二个集电极板14a与第一个镍正电极板13相对，来制备实施例2的复合正电极板10B。
(3)对比例1
将含有由具有三维连续空间的膨胀镍等制成的金属多孔材料的芯材料(例如厚度1.5mm)填充上含有氢氧化镍作为主要成分的活性材料浆料，干燥，然后轧制成预定的厚度(例如，0.83mm)，以制备镍正电极板。随后，将填充在镍正电极板的上端的活性材料部分移出，形成单独的活性材料释放部分。把一个集电极板焊接在释放部分，来制备对比例1的复合正电极板10D。
将含有由具有三维连续空间的膨胀的镍等制成的金属多孔材料的芯材料(例如厚度2.2mm)填充上含有氢氧化镍作为主要成分的活性材料浆料，干燥，然后轧制成预定的厚度(例如，1.29mm)，以制备镍正电极板。随后，将填充在正镍电极板的上端的活性材料部分从移出，形成单独的活性材料释放部分。把一个集电极板焊接在释放部分，来制备对比例2的复合正电极板10E。
2.连接负电极板的制备
向含有基于Ti-Ni或La(或Mm)-Ni的多合金例如MmNi3.4Co0.8Al0.9Mn0.6合金的含氢-吸收合金粉末中加入5重量的％聚四氟乙烯(PTFE)粉末作为结合剂。揉制混合物制备负电极活性材料膏浆。然后在彼此分开的两端把制备的负电极活性材料加到由轧制的金属等制成的金属芯材料中，暴露出中间部分(连接部分)23。然后从上端和下端轧制涂层材料来制备连接的负电极板20A(20B，20C)，该负电极板具有两个通过中间部分(连接部分)23彼此连接的氢吸收合金负电极板21，22(24，25或26，27)。
以这种方法制备各种负电极活性材料膏浆，在所示实施例和对比例中制备的正电极板和负电极板的容量比是相同的。
3.电极组的制备
(1)实施例1-2
连接的负电极板20A包括两个氢-吸收合金负电极板21，22，然后在中间部分(连接部分)23弯曲成U-型形式。然后把如上所述制备各种复合正电极板10A和10B用厚度0.15mm的非编织聚丙烯纤维制的隔板30夹在氢-吸收合金负电极板21，22之间制备电极板元件。以此制备两个这样的电极板元件(如图4所示)。然后把两层电极板元件层叠，来制备实施例1和2的电极板组。电极板组包括实施例1的正电极板10A，在下文将称为“实施例1的电极板组A”。含实施例2的复合正电极板10G的电极板组将在下文称为“实施例2的电极板组B”。
(2)对比例1
连接的负电极板20B包括两个氢-吸收合金负电极板24，25，然后在中间部分(连接部分)23弯曲成U-型形式。然后把如上所述制备各种复合正电极板10D用厚度0.15mm的非编织聚丙烯纤维隔板30夹在氢-吸收合金负电极板24，25之间制备电极板元件。以此制备两种这样的电极板元件。然后把两层电极板元件层叠，来制备对比例1的电极板组D。
(3)对比例2
连接的负电极板20C包括两个氢-吸收合金负电极板26，27，然后在中间部分(连接部分)23弯曲成U-型形式。然后把如上所述制备各种复合正电极板10E用厚度0.15mm的非编织聚丙烯纤维隔板30夹在氢-吸收合金负电极板26，27之间制备电极板元件。以此制备两个这样的电极板元件。然后把两个电极板元件层叠，来制备对比例2的电极板组。
然后分别测定实施例1和2的电极板组中的复合正电极板10A和10B，对比例1和2中的电极板组中的正电极板10D和10E的厚度，正电极活性材料的密度，正电极活性材料的重量和负电极活性材料的重量。结果如表1所示。
表1
 电极板组  正电极的厚度  正电极活性材料密度  正电极活性材料的重量  负电极活性材料的重量
 A  76  108  106  106
 B  76  108  106  106
 D  100  100  100  100
 E  155  97  102  102
在上表1中，计算是以对比例1中的电极板D组的正电极板10D厚度、正电极活性材料密度和活性材料重量，和所连接的负电极20B的氢-吸收合金负电极板24、25的负电极活性材料的重量的为100算出的，分别测出正镍板11(12)和13(14)的厚度，以确定复合电极板10A，10B的厚度。
从表1中可以看到，实施例1和2的复合电极板10A，10B的厚度降低，从而提高了活性材料的密度。
4.矩形碱性蓄电池的制备
从而把制备的电极板A，B，D，和E组各插入底部封闭的棱型(矩形)金属外壳，这样，在电极板A，B，D和E组的两端的氢-吸收合金负电极板22(25或27)和金属外壳的内表面彼此紧密接触，已经暴露的金属芯的中间部分(连接部分)23与金属外壳的内表面紧密接触。随后，金属外壳充满含有30重量％水溶液氢氧化钾(KOH)的电解液，制备矩形碱性蓄电池，A，B，D和E，具有BI大小(宽：17.0mm，高：48.0mm，厚：6.1mm)。
含有实施例1的电极板A组的矩形碱性蓄电池将在下文称为“实施例1的电池A”。含有实施例2的电极板B组的矩形碱性蓄电池将在下文称为“实施例2的电池B”。含有对比例1的电极板D组的矩形碱性蓄电池将在下文称为“对比例1的电池D”。含有对比例2的电极板E组的矩形碱性蓄电池将在下文称为“对比例2的电池E”。
5.放电容量检测
把制备的电池A，B，D和E充电16小时，充电电流为0.1C(60mA)，然后停1小时。然后，将这些电池各经放电，放电电流为0.2C(120mA)，直到终电压达1.0V，接着停止1小时。在室温下重复充电-放电5次，这样矩形碱性蓄电池A，B，D和E就被活化。
随后，将活化的电池A，B，D和E充电16小时，充电电流为0.1C(60mA)，然后停1小时。然后，将这些电池各经放电，放电电流为0.2C(120mA)，从放电时间开始测定放电容量，直到终电压达1.0V。以对比例的电池D的放电容量为100，确定容量比。结果见下表2。
表2
电池类型 A  B  D  E
放电容量 106  106  100  102
从上表2中可以看到，对比例1中的电池D与对比例2中的电池E相比，可以发现对比例2中的电池的放电容量较高。这是因为，当用把具有正电极板10E的两个电极板元件插入连接的负电极板20A的氢吸收合金负电极板21，22中层叠形成的电极板组代替在两个电极板元件间用隔板30插入在其中层叠形成的正电极板10D，就能降低隔板30的片数，有可能增加正电极板10E和负电极板26，27的厚度，其增加的量响应于隔板30降低的量，从而增加了放电容量。
进而，分别对比例1，2的电池A和B，对比例2的电池E，表明电池A和B的放电容量比对比例2的电池E大。这是因为实施例1和2的电池A和B，各含有复合正电极板10A和10E，来增加活性材料在各种正电极板11，12(13，14)的活性材料密度，从而增加在各种正电极板11，12(13，14)中要填充的活性材料的量，尽管使用的隔板30的片数相同。
6.变动实施例
已经参照用两片正电极板形成复合电极板的情况描述了上述实施例。然而，本发明构成复合电极板的电极板的数目并不限于两个。可以层叠三个或四个电极板。这里将结合图3(其中图3(a)表示的是三片正电极板彼此层叠，和彼此分开(当完成是就完全层叠在一起)，图3(b)是说明叠片的侧面)描述本发明的复合电极板的改动。
将含有由具有三维连续空间的膨胀的镍等制成的金属多孔材料的芯材料(例如厚度0.8mm)填充上含有氢氧化镍作为主要成分的活性材料浆料，干燥，然后轧制成预定的厚度(例如，0.42mm)，以制备第一个镍正电极板15，第二个镍正电极板16，第三个镍正电极板17。
随后，将已经填充在第一个镍正电极板15和第三个镍正电极板17的上端的活性材料部分除去，形成各自的活性材料释放部位。把第一个集电极板15a或第二个集电极板17a焊接在释放部分。然后，如图3所示，把第二个镍正电极板16和第三个镍正电极板17层叠在第一个正电极板15上，这样，第一个镍正电极板的第一个集电极板15a和第二个镍正电极板16彼此相对，第二个镍正电极板16和第三个镍正电极板17的第二个集电极板彼此相对，然后彼此焊接在一起以制备修改的复合正电极板10C。
另外，制备连接的负电极板20A含有两个随后制备的氢-吸收合金负电极板21，22，然后在中间部分(连接部分)23被弯曲成U型。然后把上述制备的复合正电极板10C用厚度为0.15mm的非编织聚丙烯纤维制成的隔板夹在氢吸收合金负电极板21，22之间，来制备电极板元件。因此，制备了两个这种电极板元件。然后把两个电极板元件层叠起来制备对比用的电极板组C。
把制得的电极板组C插入到底部封闭的棱型(矩形)金属外壳中，这样，在电极板C两端的氢吸收合金负电极板22和金属外壳的内表面彼此紧密接触，暴露的金属芯的中间部分(连接部分)23与金属外壳的内底表面彼此紧密接触。随后，向金属外壳中充满30重量％的氢氧化钾(KOH)溶液的电解液，来制备BI大小(宽：17.0mm，高：48.0mm；厚：6.1mm)的矩形碱性蓄电池C。
7.集电极板安装部位的研究
研究了安装到复合正电极板上并从复合正电极板伸出的集电极板的安装位置与发生短路的关系。除了所述实施例1和2的的电池A和B外，还制备了改动的电池C，对比例3的电池F含有对比例3的复合正电极板10F(未示)，该电极板是把与实施例1相同的镍正电极板11，12层叠制备的，把集电极板11a，12a焊接在其上，但彼此不互相正对，对比例4的电池F含有对比例4的复合正电极板10G(未示)，该电极板是把与实施例2相同的镍正电极板14和镍电极板13层叠制备的，把集电极板焊接在镍正电极板14上，但彼此不正对另外制备的镍正电极板13。每种实施例1和2的电池A和B，改动的电池C，对比例3的电池F，对比例4的电池G各制备1,000个样品。各测量这些电池A，B，C，D，E，F和G的内阻，确定短路发生的百分率。结果如下表3所示。
表3
电池类型 A  B  C  F  G
短路发生的％ 0  0  0  0.7  0.3
从上表3中可以看到，实施例1和2的电池A和B，改动的电池C没有发生短路，而对比例3的电池F发生短路的比率是1,000个中有7个(0.7％)，对比例4的电池G发生短路的比率是1,000个中有3个(0.3％)。这是因为对比例4电池G的复合正电极板10G与仅在集电极板14a的隔板的一侧接触，引起隔板被在制备集电极板14a产生的毛刺穿孔引起短路。另外，因为对比例3的电池F的复合正电极板10F与在集电极板11a和12a的隔板接触，在制备集电极板11a和12a过程中产生的毛刺在复合正电极板10F一侧或两侧的隔板穿孔，引起短路。
电极板芯的厚度优选为0.5-3mm，更优选是1-2.5mm。例如，在使用膨胀的镍作为电极板芯的情况下，当厚度太厚时就存在一个问题。在厚度太厚的情况下，当活性材料被填充到膨胀的镍中形成一个电极板，然后将电极板缠绕时，不能形成均匀的缠绕。进而，在厚度太薄单位面积的重量恒定的情况下，电极板芯的孔径变小，不能保持充分的密度，或电极板芯与填充在其中的活性材料之间的距离变长，从而降低了反应性。反之，在厚度太厚但单位面积的重量不恒定的情况下，电极板芯的重量增加，并且不可能获得薄重量的电极板。因为孔的数量增加太大，活性材料不能被均匀填充到孔中。
对于电极板芯，不仅需要限定厚度，还需要限定单位面积的重量。电极板芯单位面积的重量优选为200g/m2-1000g/m2，更优选为300g/m2-600g/m2。即要求电极板芯有充分的厚度，以含有充分的活性材料，并起到集电极主体的作用。
隔板的厚度优选为0.05-0.3mm，更优选为0.07-0.2mm。
根据复合电极板的结构，把集电极板夹在电极板一端之间通过结合并列的电极板构成复合电极板，电极板的结合表面是暴露活性材料的电极板芯表面，是把电极板芯表面结合到集电极板上结合电极板的，能够使用最大限度的电极面积，而不大量增加厚度。
如上所述，根据本发明，有可能通过限定电极板芯的厚度和电极板处于最佳条件，并使用电极板作为层叠的主体获得所需的电极板厚度。
因此就能获得一种例如矩形碱性蓄电池的矩形电池，该电池含有电极板，可以容易制备，具有高的活性材料填充密度和容积能量密度。
作为另一个实施方案，如图5中所示，可以通过隔板30把复合正电极板插在电极板组中。
作为另一个实施方案，如图6中所示，正电极和负电极可以被复合电极板构成。
如上所述，根据本发明的电极板组的配置，可以降低安置在电极板组中的隔板片的数目，使得有可能增加电极板的厚度，其量与隔板片降低的量相对应，从而获得高容量的电池。进而，因为作为增加电极板厚度的方法，使用有较小厚度的许多电极板构成的复合电极板，可以增加在各种电极板中的活性材料的填充密度，有可能获得高的能量密度和容量的矩形碱性蓄电池。所述实施方案参照镍-氢电池的情况下描述的。然而，本发明并不局限于镍-氢蓄电池。本发明也可应用到其他的碱性电池如镍-镉蓄电池，锂离子蓄电池等，以获得所述相同的效果。

Claims (13)

1.一种含有一个正电极，一个负电极和一个插在它们之间的隔板的矩形电池，其中，
电极上涂有活性材料，
至少正电极和负电极之一具有由多个具有相同极性的直接相邻的电极板制成的复合电极板，
把至少一个集电极板结合在所述复合电极板上，并向外伸出，安置所述集电极板，使得它与在其结合部位的所述隔板不接触，
集电极板被夹在构成所述复合电极板的各个所述电极板的一端之间，通过所述集电极板从构成所述复合电极板的所述电极板收集电荷，
并且，电极板的结合表面是暴露活性材料的电极板芯表面，各个并列的电极板是通过把电极板芯表面结合到集电极板上而结合成复合电极板的。
2.如权利要求1所述的矩形电池，其特征在于含有一组电极板，该一组电极板中的一个电极板和其它电极板彼此层叠，在其中插有隔板，其中所述的一组电极板含有多个电极板元件的层叠品，每个元件有一个由多个所述其它电极板制成的复合电极板，复合电极板夹在一对其中插有隔板的所述一个电极板中。
3.如权利要求1所述的矩形电池，其特征在于所述矩形电池是矩形碱性蓄电池。
4.如权利要求2所述的矩形电池，其特征在于多个所述一个电极板通过一个由构成所述电极板的芯制成的连接部分彼此联结，并和所述电极板形成整体，所述连接部分被弯成U-型，这样所述的复合电极板就通过所述U-型的连接部分被彼此联结的多个所述一个电极板夹住。
5.如权利要求1所述的矩形电池，其特征在于所述的电极板中的至少任一个包括芯材料，该芯材料包括金属多孔材料和填充在所述电极板中的活性物质。
6.如权利要求1所述的矩形电池，其特征在于所述芯材料由膨胀的镍组成，具有充满含氢氧化镍活性物质浆液的三维连续空间。
7.如权利要求1所述的矩形电池，其特征在于所述的复合电极板构成一个正电极。
8.如权利要求4所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板除U-型连接部分外涂有活性物质。
9.如权利要求4所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板由冲压金属的芯金属制成，除了所述U-型连接部分其两侧表面涂有活性材料浆料。
10.如权利要求4所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板由金属网制成的芯金属制成，除了所述U-型连接部分，其两侧表面涂有活性材料浆料。
11.如权利要求4所述的矩形电池，其特征在于多组所述一组电极板层叠在底部封闭的柱状矩形金属外壳中，配置如下，在电极组的两端的一个电极，金属外壳的内表面彼此紧密接触，所述U-型连接部分与金属外壳的底表面紧密接触，复合电极与至少一个集电极板连接，金属外壳中充满电解液。
12.如权利要求2所述的矩形电池，其特征在于所述一个电极板由复合电极板制成。
13.如权利要求1的矩形电池，其中所述复合电极板的芯材料是由膨胀的镍制成，而正电极和负电极中的另一个，即正电极和负电极中不具有含由膨胀的镍制成的芯材料的复合电极板的电极，是由冲压金属制成的。
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