CN203134918U - 一种高功率镍氢电池 - Google Patents

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王白浪
潘洪革
高明霞
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本实用新型属于能源材料领域，尤其涉及一种高功率镍氢电池。一种高功率镍氢电池，该电池包括负极板、隔膜纸和正极板，所述的负极板由基材上压制负极合金粉制得，在基材上设有网孔，网孔的PPI为150-1500，所述的负极合金粉压制在网孔上。本实用新型的优点在于：增加大电流充电能力和高倍率放电性能。并且操作简单原材料来源丰富、成本低、设备简易、出产合格率高，适合批量规模化生产。

Description

一种高功率镍氢电池
技术领域
本实用新型属于能源材料领域，尤其涉及一种高功率镍氢电池。 
背景技术
　  长期以来，电动工具市场被镍镉电池所垄断，而镉具剧毒性，会对环境造成严重污染，而且2006年欧洲开始禁镉，因此，开发一种高功率镍氢电池用于电动工具，取代镍镉电池，具有广阔的市场前景。 
　  镍氢电池的大电流充放电性能受正极、负极、隔膜和电解液等的影响，对镍氢电池阻抗的分析研究表明：MH/Ni电池阻抗40％来源于负极，30％ 来源于正极，20％来源于电解液，另外10％来源于隔膜。所以提高电池的功 率特性从根本上说是要降低电池阻抗，因此用来降低每一部分阻抗的技术都能够提高电池的功率特性。 
　  贮氢合金电极(负极)的高功率性能除与所用的贮氢合金材料有关外，还与其制作工艺直接相关。 
　  目前一般的制作工艺为涂膏式，即将贮氢合金粉、添加剂、粘结剂和水混合成浆料涂敷到导电集流体上如泡沫镍和穿孔镀镍钢带，烘干后裁成电极，也称为涂膏式电极。但涂膏式电极的缺点是：粘结剂阻碍了三相界面，即气相(氧气)、液相(电解液)，固相(贮氢合金)的形成和氧气在合金表面的还原，导致电池内压升高，不能够大电流充电；增大了合金颗粒间的接触电阻，从而使电极内阻提高。这样的制作工艺大大地降低了电极的高倍率性能。 
发明内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种高功率镍氢电池，该电池避免涂膏式电极粘结剂阻碍了三相界面，导致内压升高、接触电阻增大，降低大电流充电能力和高倍率放电性能。 
为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案： 
一种高功率镍氢电池，该电池包括负极板、隔膜纸和正极板，所述的负极板由基材上压制负极合金粉制得，在基材上设有网孔，网孔的PPI 为150-1500，所述的负极合金粉压制在网孔上。
作为优选，所述的网孔的PPI 为200~900。 
作为优选，所述的负极合金粉的粒度尺寸为D10≥3微米，D50≤80微米，D90≤130 微米。 
作为优选，所述的网孔的形状为方形、菱形或圆形。 
作为优选，所述的基材选用纯铜、纯镍、铜合金或镍合金的金属带；或者，基材选用镀铜、镀镍、镀银或镀金的金属带。 
作为优选，所述的基材面密度为100-1000g/m2。 
本实用新型由于采用了上述的技术方案，，该电池避免涂膏式电极粘结剂阻碍了三相界面，导致内压升高、接触电阻增大，降低大电流充电能力和高倍率放电性能。并且操作简单原材料来源丰富、成本低、设备简易、出产合格率高，适合批量规模化生产。 
附图说明
图1是电池结构示意图。 
图2是PPI(20×20mm面积上的网孔数)为150-1500，面密度为100-1000g/m2的纯铜、纯镍、铜合金、镍合金的金属带、或镀铜、镀镍、镀银、镀金的金属带。 
图3是实施例1，AA1400mAh在1倍率（1.4A）放电条件放电曲线图。 
图4是实施例1，AA1400mAh在10倍率（14A）放电条件放电曲线图。 
图5是实施例2，AA1400mAh在1倍率（1.4A）放电条件放电曲线图。 
图6是实施例2，AA1400mAh在10倍率（14A）放电条件放电曲线图。 
图7是实施例3，AA1400mAh在1倍率（1.4A）和10倍率（14A）放电条件放电曲线图。 
图8是实施例4，AA1400mAh在1倍率（1.4A）和10倍率（14A）放电条件放电曲线图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。 
如图1所示的圆柱形二次电池，该二次电池典型的主要生产过程为： 
1）根据电池型号，涉及电池的正极板2、负极板1及隔膜纸3的尺寸，以及正极板2的极耳5数量、位置；
2）根据设计要求，用机器或者手工对正负极板1基材按设计的上粉量上粉，其中正极可采用干法或者湿法或干湿法上粉，负极合金粉的粒度尺寸为D10≥3微米，D50≤80微米，D90≤130 微米，负极基材面密度为100-1000g/m2的纯铜、纯镍、铜合金、镍合金的金属带、或镀铜、镀镍、镀银、镀金的金属带，如图2所示，基材上设有网孔6，网孔6的PPI(20×20mm面积上的网孔数)为150-1500；
3）按设计尺寸分切正、负极板1、称重、点焊极耳5、粘胶带绝缘防止短路；
4）按要求卷绕，在将卷绕好的极组塞入电池壳4；
5）按要求进行滚槽；
6）按要求进行注液；
7）将正极极耳5点焊到盖帽上；
8）按要求对电池进行封口；
9）对电池进行活化、分选、充电。
实施例1
采用电池标称容量为1400mAh的AA型镍氢电池，负极基材为400PPI, 400g/m2的铜网，合金粉的粒度尺寸分别采用为D10≥4微米，D50=40微米，D90=80微米和D10≥16微米，D50=60微米，D90=110微米，两种电池其余制作方法完全相同。两种电池在1倍率（1.4A）放电电流条件下的放电曲线比较结果见图3，两种电池在10倍率（14A）放电电流条件下的放电曲线比较结果见图4。由图可见，两种电池1倍率放电特性相差不大，但是D10≥4微米，D50=40微米，D90=80微米的电池的高倍率放电特性大大高于D10≥16微米，D50=55微米，D90=110微米电池。
实施例2
采用电池标称容量为1400mAh的AA型镍氢电池，合金粉的粒度尺寸为D10≥4微米，D50=40微米，D90=80微米，负极基材分别采400PPI和200PPI的铜网，两种电池其余制作方法完全相同。两种电池在1倍率（1.4A）放电电流条件下的放电曲线比较结果见图5，两种电池在10倍率（14A）放电电流条件下的放电曲线比较结果见图6。由图可见，400PPI的电池的1倍率和高倍率放电特性均远高于200PPI电池。
实施例3
采用电池标称容量为1400mAh的AA型镍氢电池，合金粉的粒度尺寸为D10≥19微米，D50=58微米，D90=120微米，负极基材分别采200PPI的铜网。电池在1倍率（1.4A）、10倍率（14A）放电电流条件下的放电曲线见图7。
实施例4
采用电池标称容量为1400mAh的AA型镍氢电池，合金粉的粒度尺寸为D10≥9微米，D50=35微米，D90=65微米，负极基材分别采900PPI的铜网。电池在1倍率（1.4A）、10倍率（14A）放电电流条件下的放电曲线见图8。

Claims (6)

1.一种高功率镍氢电池，该电池包括负极板、隔膜纸和正极板，所述的负极板由基材上压制负极合金粉制得，其特征在于：在基材上设有网孔，网孔的PPI 为150-1500，所述的负极合金粉压制在网孔上。
2.根据权利要求1所述的一种高功率镍氢电池，其特征在于：网孔的PPI 为200~900。
3.根据权利要求1或2所述的一种高功率镍氢电池，其特征在于：负极合金粉的粒度尺寸为D10≥3微米，D50≤80微米，D90≤130 微米。
4.根据权利要求1或2所述的一种高功率镍氢电池，其特征在于：网孔的形状为方形、菱形或圆形。
5.根据权利要求1所述的一种高功率镍氢电池，其特征在于：基材选用纯铜、纯镍、铜合金或镍合金的金属带；或者，基材选用镀铜、镀镍、镀银或镀金的金属带。
6.根据权利要求1所述的一种高功率镍氢电池，其特征在于：基材的面密度为100-1000g/m2。
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CN104993177A (zh) * 2015-07-29 2015-10-21 深圳市量能科技有限公司 一种高温镍氢电池

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