CN213583916U - 一种卷绕式镍氢纽扣电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卷绕式镍氢纽扣电池，包括筒形钢壳、盖帽及封装于筒形钢壳和盖帽中的卷绕式电极组和电解液，所述卷绕式电极组由正极、隔膜和负极叠置卷绕而成，该卷绕式电极组设置于筒形钢壳的内部，卷绕式电极组的上部设有与筒形钢壳密封配合的密封圈，该密封圈为内侧带卡槽直身胶圈，盖帽中的直边底盘密封压装于密封圈的卡槽中。本实用新型制成的卷绕式镍氢纽扣电池的内阻为50‑80mΩ，能够实现深充深放，同时盖帽自带泄气阀，安全可靠，电池容量也有效提高。

Description

一种卷绕式镍氢纽扣电池

技术领域

本实用新型属于镍氢纽扣电池技术领域，具体涉及一种卷绕式镍氢纽扣电池。

背景技术

镍氢电池由于采用高导电性电解液，其电池内阻较小，可以适应大电流放电，因此它可以分为低倍率、中倍率和高倍率电池，因此用途十分广泛。随着镍氢电池用途的日益广泛，对电池容量也提出了越来越高的要求，目前的研究方向主要是考虑在有限的空间内如何提高电池的容量。常规的镍氢纽扣电池为叠片式镍氢纽扣电池，该叠片式镍氢纽扣电池包括负极盖、胶圈、弹性部件、电池极板组和正极钢壳，其中负极盖的边缘为翻边结构，负极盖与电池极板组之间的弹性部件为圆锥形螺旋弹簧，胶圈采用双密封圈结构或台阶状单密封圈结构，电池极板组由多连片结构的镍正极板、多连片结构的贮氢合金负极板和设置在正极板和负极板之间的非直线排列三圆片结构隔膜组成，该镍氢纽扣电池的电解液在充放电过程中自由析出和浸入，使氢氧化镍具有较高的利用率，降低了生产成本也节约了能源，胶圈密封牢固，并且该氢镍纽扣电池的内阻趋于一致性，但是该叠片式镍氢纽扣电池的内阻为500-800mΩ，无法实现深充深放，并且没有设置泄气阀，使用不当会存在爆炸的隐患，同时该常规型号的叠片式镍氢纽扣电池的容量能够做到200mAh，镍氢纽扣电池电池容量及安全性有待进一步提升。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种安全性能较好且电池容量较高的卷绕式镍氢纽扣电池。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于包括筒形钢壳、盖帽及封装于筒形钢壳和盖帽中的卷绕式电极组和电解液，所述卷绕式电极组由正极、隔膜和负极叠置卷绕而成，该卷绕式电极组设置于筒形钢壳的内部，卷绕式电极组的上部设有与筒形钢壳密封配合的密封圈，该密封圈为内侧带卡槽直身胶圈，盖帽中的直边底盘密封压装于密封圈的卡槽中。

进一步限定，所述卷绕式电极组由镍正极、隔膜和贮氢合金负极叠置卷绕而成，其中贮氢合金负极采用菱形铜拉网作为基体，贮氢合金活性材料负载于菱形铜拉网基体上。

进一步限定，所述镍正极的尺寸规格为长100mm*宽4mm*厚0.6mm，贮氢合金负极的尺寸规格为长132mm*宽4.5mm*厚0.25mm。

进一步限定，所述密封圈的内侧设有上下分布的环形卡台和环形台阶，该环形卡台与环形台阶之间形成与盖帽直边底盘外缘相配的卡槽，环形台阶的底面与密封圈的底部端面平齐。

进一步限定，所述盖帽包括上凸形翻边顶盖、中部设有废气排放孔的直边底盘及设置于上凸形翻边顶盖与直边底盘之间用于压紧直边底盘废气排放孔的防爆球，该上凸形翻边顶盖的翻边与废气排气孔外侧直边底盘焊接固定，上凸形翻边顶盖上设有多个透气孔。

进一步限定，所述上凸形翻边顶盖竖边上或者上凸形翻边顶盖竖边与翻边的连接处设有多个透气孔。

本实用新型所述防爆球采用三元乙丙橡胶制备而成，所述上凸形翻边顶盖采用双光钢片制备而成，所述直边底盘采用单光钢片制备而成。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型制成的卷绕式镍氢纽扣电池的内阻为50-80mΩ，能够实现深充深放，同时盖帽自带泄气阀，安全可靠，而叠片式镍氢纽扣电池的内阻为500-800mΩ，无法实现深充深放，并且没有设置泄气阀，使用不当会存在爆炸的隐患。

2、本实用新型中贮氢合金负极采用菱形铜拉网作为基体，贮氢合金活性材料负载于菱形铜拉网基体上，不容易脱粉且使用性能较好，另外由于常规菱形钢带网做成的负极较硬，卷绕成型后微短路的几率会较高，故选择菱形铜拉网作为负极基体。

3、本实用新型与叠片式镍氢纽扣电池相比，卷绕式镍氢纽扣电池选用特定结构的密封圈无需竖向延伸至正极壳体的底部，提高了正极壳体内部空间，使得卷绕式电极组的卷绕圈数能够更多，进而能够实现卷绕式镍氢纽扣电池容量（200mAh）比之前叠片式镍氢纽扣电池（120mAh）容量增加60%左右；该密封密封圈设计有卡槽，与具有防爆功能的盖帽配合使用，大大减少了电池封口时的封斜与封偏现象，同时也提高了卷绕式镍氢纽扣电池的密封性，解决了氢镍纽扣电池在高温夏季搁置期间漏液和爬碱的问题。

4、本实用新型设计的卷绕式镍氢纽扣电池可拓展到军用、航天、医疗等特殊领域应用，不再局限于草坪灯和定时器市场，由于其内阻低、容量高及安全性能好，因此具有较好的市场推广应用前景。

附图说明

图1是本实用新型中密封圈的结构示意图；

图2是本实用新型中盖帽的结构示意图；

图3是本实用新型中筒形钢壳的结构示意图。

图中：1-密封圈，101-卡槽，102-环形卡台，103-环形台阶，2-盖帽，201-直边底盘，202-上凸形翻边顶盖，203-废气排气孔，204-防爆球，205-翻边，206-透气孔，3-筒形钢壳。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的技术方案，一种卷绕式镍氢纽扣电池，包括筒形钢壳3、盖帽2及封装于筒形钢壳3和盖帽2中的卷绕式电极组和电解液，所述卷绕式电极组由正极、隔膜和负极叠置卷绕而成，该卷绕式电极组设置于筒形钢壳3的内部，卷绕式电极组的上部设有与筒形钢壳3密封配合的密封圈1，该密封圈1为内侧带卡槽101直身胶圈，盖帽2中的直边底盘201密封压装于密封圈1的卡槽101中。

本实用新型所述卷绕式电极组由镍正极、隔膜和贮氢合金负极叠置卷绕而成，其中贮氢合金负极采用菱形铜拉网作为基体，贮氢合金活性材料负载于菱形铜拉网基体上；所述镍正极的尺寸规格为长100mm*宽4mm*厚0.6mm，贮氢合金负极的尺寸规格为长132mm*宽4.5mm*厚0.25mm。

本实用新型所述密封圈1的内侧设有上下分布的环形卡台102和环形台阶103，该环形卡台102与环形台阶103之间形成与盖帽2直边底盘201外缘相配的卡槽101，环形台阶103的底面与密封圈1的底部端面平齐。与叠片式镍氢纽扣电池相比，卷绕式镍氢纽扣电池选用特定结构的密封圈无需竖向延伸至正极壳体的底部，提高了正极壳体内部空间，使得卷绕式电极组的卷绕圈数能够更多，进而能够做到卷绕式镍氢纽扣电池容量比之前叠片式镍氢纽扣电池容量增加60%。

本实用新型所述盖帽2包括上凸形翻边顶盖202、中部设有废气排放孔203的直边底盘201及设置于上凸形翻边顶盖202与直边底盘201之间用于压紧直边底盘201废气排放孔203的防爆球204，该上凸形翻边顶盖202的翻边205与废气排气孔203外侧直边底盘201焊接固定，上凸形翻边顶盖202上设有多个透气孔206。

本实用新型所述上凸形翻边顶盖202竖边上或者上凸形翻边顶盖202竖边与翻边205的连接处设有多个透气孔206。

本实用新型所述防爆球204采用三元乙丙橡胶制备而成，所述上凸形翻边顶盖202采用双光钢片制备而成，所述直边底盘201采用单光钢片制备而成。

本实用新型所述的卷绕式镍氢纽扣电池由卷绕式电极组、电解液、盖帽、密封圈和筒形钢壳组成，卷绕式电极组由镍正极、隔膜和贮氢合金负极叠置卷绕而成，具体制备过程为：1、将密封圈和盖帽装配在一起；2、将镍正极、隔膜和贮氢合金负极叠置卷绕成卷绕式电极组并放入筒形钢壳中；3、将电解液加入到筒形钢壳的卷绕式电极组；4、将极耳和盖帽内侧焊接在一起；5、封口并在密封圈对应位置的筒形钢壳部位滚压环形凹槽以增加电池的密封性能，6、化成。本实用新型中卷绕式电极组设置于筒形钢壳内，完全区别与叠片式镍氢纽扣电池，本实用新型的卷绕式镍氢纽扣电池装配结构改变了电池导流方式，筒形钢壳是负极，盖帽是正极。

本实用新型制成的卷绕式镍氢纽扣电池的内阻为50-80mΩ，能够实现深充深放，同时盖帽自带泄气阀，安全可靠，而叠片式镍氢纽扣电池的内阻为500-800mΩ，无法实现深充深放，并且没有设置泄气阀，使用不当会存在爆炸的隐患。

本实用新型中贮氢合金负极采用菱形铜拉网作为基体，贮氢合金活性材料负载于菱形铜拉网基体上，不容易脱粉且使用性能较好，另外由于常规菱形钢带网做成的负极较硬，卷绕成型后微短路的几率会较高，故选择菱形铜拉网作为负极基体。

本实用新型将常规叠片式镍氢纽扣电池的盖帽结构进行改进，使得具有该盖帽的卷绕式镍氢纽扣电池具有防爆功能，有效避免使用不当存在的爆炸隐患，并提高了镍氢纽扣电池使用的安全性。将常规的具有防爆功能的盖帽包边盖帽结构改成直边盖帽结构，并且将包边盖帽下端面的凸起改成平面，使得镍氢纽扣电池内部可以节省1mm的高度空间，这样镍氢纽扣电池正负极的宽度可以增加1mm，进而使得镍氢纽扣电池的容量可以提升3%-15%。另外，由于减小了盖帽的重量，从而降低了镍氢纽扣电池的整体重量，进而提高了镍氢纽扣电池的重量比能量。

本实用新型与叠片式镍氢纽扣电池相比，卷绕式镍氢纽扣电池选用特定结构的密封圈无需竖向延伸至正极壳体的底部，提高了正极壳体内部空间，使得卷绕式电极组的卷绕圈数能够更多，进而能够实现卷绕式镍氢纽扣电池容量（200mAh）比之前叠片式镍氢纽扣电池（120mAh）容量增加60%左右；该密封密封圈设计有卡槽，与具有防爆功能的盖帽配合使用，大大减少了电池封口时的封斜与封偏现象，同时也提高了卷绕式镍氢纽扣电池的密封性，解决了氢镍纽扣电池在高温夏季搁置期间漏液和爬碱的问题。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。

Claims (7)

1.一种卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于包括筒形钢壳、盖帽及封装于筒形钢壳和盖帽中的卷绕式电极组和电解液，所述卷绕式电极组由正极、隔膜和负极叠置卷绕而成，该卷绕式电极组设置于筒形钢壳的内部，卷绕式电极组的上部设有与筒形钢壳密封配合的密封圈，该密封圈为内侧带卡槽直身胶圈，盖帽中的直边底盘密封压装于密封圈的卡槽中。

2.根据权利要求1所述的卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于：所述卷绕式电极组由镍正极、隔膜和贮氢合金负极叠置卷绕而成，其中贮氢合金负极采用菱形铜拉网作为基体，贮氢合金活性材料负载于菱形铜拉网基体上。

3.根据权利要求2所述的卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于：所述镍正极的尺寸规格为长100mm*宽4mm*厚0.6mm，贮氢合金负极的尺寸规格为长132mm*宽4.5mm*厚0.25mm。

4.根据权利要求1所述的卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于：所述密封圈的内侧设有上下分布的环形卡台和环形台阶，该环形卡台与环形台阶之间形成与盖帽直边底盘外缘相配的卡槽，环形台阶的底面与密封圈的底部端面平齐。

5.根据权利要求1所述的卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于：所述盖帽包括上凸形翻边顶盖、中部设有废气排放孔的直边底盘及设置于上凸形翻边顶盖与直边底盘之间用于压紧直边底盘废气排放孔的防爆球，该上凸形翻边顶盖的翻边与废气排气孔外侧直边底盘焊接固定，上凸形翻边顶盖上设有多个透气孔。

6.根据权利要求5所述的卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于：所述上凸形翻边顶盖竖边上或者上凸形翻边顶盖竖边与翻边的连接处设有多个透气孔。

7.根据权利要求5所述的卷绕式镍氢纽扣电池，其特征在于：所述防爆球采用三元乙丙橡胶制备而成，所述上凸形翻边顶盖采用双光钢片制备而成，所述直边底盘采用单光钢片制备而成。

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