CN219203458U

CN219203458U - 一种镍氢圆柱电池

Info

Publication number: CN219203458U
Application number: CN202223535935.9U
Authority: CN
Inventors: 杨玉锋; 李喜歌; 李欢欢; 董永岐; 丁立
Original assignee: Henan Troily New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Henan Troily New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2022-12-29
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2032-12-29

Abstract

本实用新型公开了一种镍氢圆柱电池，包括电池钢壳及设置于电池钢壳内的极板组，所述电池钢壳内侧下部填充有发泡棉，该发泡棉的填充高度低于电池钢壳高度的2/3，极板组设置于发泡棉上方的电池钢壳内。本实用新型的材料成本降低15%‑30%；能够提高极板组的稳定性，降低废品率，降低材料成本，并减少镍、储氢合金战略物资的浪费；能够有效提高电池的使用寿命。

Description

一种镍氢圆柱电池

技术领域

本实用新型属于镍氢电池技术领域，具体涉及一种镍氢圆柱电池。

背景技术

日常生活当中，尤其是欧美国家，在太阳能草坪灯、应急灯、玩具、灭蚊灯等应用领域，需要使用不含重金属污染且安全不起火的的充电电池，“AA”或者“AAA”型的符合IEC标准尺寸的镍氢圆柱电池是首选；“AA”和“AAA”等型号是被广泛应用的国际通用圆柱电池尺寸，正常情况下，AA型镍氢圆柱电池的容量都在1000mAh-2600mAh之间，AAA型镍氢圆柱电池的容量都在600mAh-1100mAh之间。

由于应用场景和消费群体的不同，市场上对于“AA”和“AAA”等型号低容量电池的需求十分旺盛，AA型的镍氢圆柱电池，容量需求也就在100mAh-600mAh之间，AAA型的镍氢圆柱电池，电池的容量区间则在100mAh-300mAh之间；使用低容量镍氢圆柱电池的原因，一部分是低容量电池已经可以满足需求，更主要的原因是价格相对低廉。但是，在满足低成本的前提下，追求高安全、高性能、长寿命的镍氢圆柱电池一直是客户追求的目标。

事实上，低容量的镍氢圆柱电池却并不容易做好，尤其是将AA或者AAA尺寸的电池容量做到100mAh-1000mAh之间，电池很难设计，常常导致正极材料氢氧化镍和负极材料储氢合金粉的克容量发挥不不到理论克容量的65%，加剧了能源和镍、钴、稀土金属等原材料的消耗，不但起不到等比例降成本的目的，电池的使用寿命还较正常缩短了30%以上，并加大了工艺难度，电性能还差了许多。对于客户而言，虽然成本有所下降，但是对于整个社会而言，却造成了一定的资源、能源浪费甚至环境风险。

实用新型内容

本实用新型针对目前“大壳体小容量”的“AA”和“AAA”等型号低容量镍氢圆柱电池的不足，而提供了一种高性能、长寿命、低成本镍氢圆柱电池，该镍氢圆柱电池将耐碱的、几乎无成本的、环保的聚乙烯发泡棉棒填充到钢壳内侧下部，最多可以填充到壳体高度的2/3处，起到对极板组高度的支撑作用，既保证极板组的稳定性，又可以减少聚丙烯隔膜的用量，由于聚乙烯发泡棉价格非常低，这样就可以降低材料成本；同时，由于聚乙烯发泡棉保液性能好，可以储存并输送更多的电池电解液给电池极板组，在电池正常电解液消耗后能够增加输送给极板组，保持极板组电解液的持续供给，从而起到延长电池使用寿命的作用，并且能够减少及节约使用镍、钴、稀土材料等资源。

本实用新型为实现上述目的采用如下技术方案，一种镍氢圆柱电池，包括电池钢壳及设置于电池钢壳内的极板组，其特征在于：所述电池钢壳内侧下部填充有发泡棉，该发泡棉的填充高度低于电池钢壳高度的2/3，所述极板组设置于发泡棉上方的电池钢壳内。

进一步限定，所述极板组由正极片、负极片及设置于正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成，电池钢壳内依次填充发泡棉和极板组后加注电解液，再将密封圈和电池盖帽配合安装后扣合到电池钢壳端口处，正极导电筋和电池盖帽点焊后封口。

进一步限定，所述正极片是镍正极片，负极片是由储氢合金粉构成的负极片。

进一步限定，所述镍氢圆柱电池为AAA型以上直径尺寸的镍氢圆柱电池，该镍氢圆柱电池的容量为该尺寸电池正常电池容量的2/3以下。

进一步限定，所述发泡棉为耐碱有机物发泡棉棒。

进一步限定，所述发泡棉为聚乙烯发泡棉棒、聚丙烯发泡棉棒、聚氯乙烯发泡棉棒、聚氨酯发泡棉棒或聚苯乙烯发泡棉棒。

本实用新型的目的在于降低电池成本、提高电池性能，具体为：

1、聚乙烯发泡棉棒对极组起到支撑作用，既保证极组的稳定性，又减少隔膜用量，降低隔膜材料成本；

2、同时由于吸附电解液输送给极组，保证极组的电解液供应，能够保证活性物质持续发挥作用，大大提高电池的寿命，变相减少并集约使用镍、钴、稀土材料等资源；

3、由于聚乙烯发泡棉棒吸附的电解液输送给极组，使得由于充放电导致极组膨胀干涸大大滞后，从而提高电池使用寿命。

4、聚乙烯发泡棉棒在60℃-80℃会有轻微变形，电池化成过程有高温搁置环节，这样聚乙烯发泡棉棒轻微变形会增加电池内部空间，避免电池充电泄气和电解液水分流失，提高电池寿命。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

1、本实用新型的材料成本降低15%-30%；

2、本实用新型能够提高极板组的稳定性，降低废品率，降低材料成本，并减少镍、储氢合金战略物资的浪费；

3、本实用新型能够有效提高电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型与市售电池的使用寿命对比曲线。

图中：1-电池盖帽，2-密封圈，3-电池钢壳，4-负极片，5-隔膜，6-正极片，7-聚乙烯发泡棉棒。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的具体内容。如图1所示，一种镍氢圆柱电池，包括电池钢壳3及设置于电池钢壳3内的极板组，电池钢壳3内侧下部填充有聚乙烯发泡棉棒7，该聚乙烯发泡棉棒7的填充高度低于电池钢壳3高度的2/3，极板组设置于聚乙烯发泡棉棒7上方的电池钢壳3内，该极板组由正极片6、负极片4及设置于正极片6和负极片4之间的隔膜5卷绕而成，电池钢壳3内加注电解液，将密封圈2和电池盖帽1配合安装后扣合到电池钢壳3端口处，正极导电筋和电池盖帽点焊后封口，其中正极片6是镍正极片，负极片4是由储氢合金粉构成的负极片。

本实用新型的具体制备工艺如下：

（1）先将电池盖帽和密封圈组合在一起；

（2）用机器将聚乙烯发泡棉棒裁断并填充到电池钢壳内；

（3）将负极片、隔膜和正极片按顺序叠放并卷绕形成极板组，并将极板组叠压安装到聚乙烯发泡棉上方的电池钢壳内；

（4）向电池钢壳内加注电解液；

（5）将极板组导电筋点焊在电池盖帽内侧的凸台上，并将电池盖帽、密封圈和电池钢壳配合安装；

（6）封口为成型AAA150电池；

（7）电池化成。

通过采用本实用新型和常规同型号电池进行如下成本和性能对比：

1、本实用新型的材料成本降低15%-30%；

2、本实用新型的电池内阻降低3%-5%；

3、本实用新型的1c放电平台提高5-10mV；

4、本实用新型的循环使用寿命提高2.0-2.5倍（循环使用寿命方式：1c充电72min，1c放电1.0V循环，工步间隔10min），循环使用寿命对比如图2所示。

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

1.一种镍氢圆柱电池，包括电池钢壳及设置于电池钢壳内的极板组，其特征在于：所述电池钢壳内侧下部填充有发泡棉，该发泡棉的填充高度低于电池钢壳高度的2/3，所述极板组设置于发泡棉上方的电池钢壳内，所述发泡棉为聚乙烯发泡棉棒、聚丙烯发泡棉棒、聚氯乙烯发泡棉棒、聚氨酯发泡棉棒或聚苯乙烯发泡棉棒。

2.根据权利要求1所述的镍氢圆柱电池，其特征在于：所述极板组由正极片、负极片及设置于正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成，电池钢壳内依次填充发泡棉和极板组后加注电解液，再将密封圈和电池盖帽配合安装后扣合到电池钢壳端口处，正极导电筋和电池盖帽点焊后封口。

3.根据权利要求2所述的镍氢圆柱电池，其特征在于：所述正极片是镍正极片，负极片是由储氢合金粉构成的负极片。

4.根据权利要求1所述的镍氢圆柱电池，其特征在于：所述镍氢圆柱电池为AAA型以上直径尺寸的镍氢圆柱电池，该镍氢圆柱电池的容量为该尺寸电池正常电池容量的2/3以下。

5.根据权利要求1所述的镍氢圆柱电池，其特征在于：所述发泡棉为耐碱有机物发泡棉棒。