CN2582183Y - 双极片电池 - Google Patents

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刘建华
马聪
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Abstract

本实用新型涉及一种双极片电池，提供了一种全新电池双极片的结构，他是集正极片和负极片为一体，使用方便，作为电池使用时，单体电池的放电平台电压都为1.2伏的整数倍。双极片电池的结构是根据电池设计所需的电压，串联数个双极片，并在首尾分别串联一个正极片和一个负极片，在每两个极片间加入一层隔膜，并滴加适量电解液，然后用密封油密封住所有极片的密封环相接的部位，形成一个极组，用密封油密封住极组外壁。将此极组放入电池壳中，极组的负极集流片与电池壳底部接触，正极集流片可以通过金属导体与电池盖相接触；在上盖与壳体之间套入绝缘的高分子材料的密封圈，封口后形成单体电池。

Description

双极片电池
                              技术领域
本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种双极片电池。
                              背景技术
目前的电池都是采用单极片，既正极片和负极片单独制造和组合使用。如：许多二次镍氢电池的基本制造方法，都是采用将氢氧化镍正极片、隔膜和储氢合金负极片卷绕，或折叠成极组，加入定量的氢氧化钾电解液，装入电池壳内，在上盖与壳体之间套入绝缘的高分子材料的密封圈，经密封形成单体电池
正极的基本制造工艺是泡沫镍等作为集流体，然后将氢氧化镍、粘结剂、水等按一定比例调制为正极浆料，经拉浆或涂敷将正极浆料嵌入集流体内、再经干燥、碾压成一定厚度的极板，这是制造镍氢电池的正极极板的常用方法。
负极的基本制造工艺是将穿孔钢带或着铜网或着泡沫镍等作为储氢合金负极片的集流体，然后将储氢合金、粘结剂、水等按一定比例调制为负极浆料，经拉浆或涂敷将负极浆料涂在集流体上、再经干燥、碾压成一定厚度的极板，这是制造镍氢电池的负极极板的常用方法。
对于柱式镍氢电池，将上述方法生产的负极极板裁剪成一定尺寸，与一定尺寸的正极片和隔膜卷绕成一体，成为极芯放入电池壳中，制造成柱式镍氢单体电池。对于扣式镍氢电池，一般采用折叠极片的方法，即将裁剪成一定尺寸的负极片、正极片和隔膜折叠后放入电池壳中，制造成扣式镍氢单体电池。对于方型镍氢电池，一般采用的方法，即将裁剪成一定尺寸的负极片、正极片和隔膜叠摞后放入电池壳中，制造成方型单体电池。
                              发明内容
本实用新型提供了一种全新电池双极片的结构。
双极片电池的结构是由电池壳、电极、隔膜、电解质、密封材料组成；
其中电极，他是由正极材料，负极材料和集流片组成的双极片电极；双极片电极为三层，一层为正极材料，一层为负极材料，中间层为集流片，集流片为上下边缘均有一圈凸台、剖面为工字形的片状物，在集流片的四周边缘，再用绝缘的高分子材料注塑成一个密封环，将凸台绝缘密封，正极材料和负极材料分别涂敷在集流片的两侧的密封环中。
集流片的形状可以根据需要设计为圆形、方形、椭圆、菱形等，形成的密封环的高度即为双极片高度，集流片厚度范围优选0.05-1mm。
在电池制造过程中，在集流片的两侧的正极材料和负极材料分别且低于密封环边缘的高度，既留出制作电池时放入隔膜的尺寸。
本实用新型的集流片可以是镀镍钢带或镍带等金属材料；正极材料和负极材料是现有技术中所使用的物质，即正极材料可以是镍氢电池、镉镍电池、锂离子电池等电池所采用的正极材料；负极的材料为镍氢电池、镉镍电池、锂离子电池等电池所采用的负极材料；密封材料是现有技术中电池普遍使用密封材料如绝缘高分子材料。
双极片电池的结构是根据电池设计所需的电压，串联数个双极片，并在首尾分别串联一个正极片和一个负极片，在每两个极片间加入一层隔膜，并滴加适量电解液，然后用密封油密封住所有极片的密封环相接的部位，形成一个极组，用密封油密封住极组外壁。将此极组放入电池壳中，极组的负极集流片与电池壳底部接触，正极集流片可以通过金属导体与电池盖相接触；在上盖与壳体之间套入绝缘的高分子材料的密封圈，封口后形成单体电池。
本实用新型集正极片和负极片为一体，使用方便，作为电池使用时，对于镍氢电池、镉镍电池，其单体电池的放电平台电压都为1.2伏的整数倍，对于锂离子电池，其单体电池的放电平台电压都为3.6伏的整数倍。
                              附图说明图1是双极片结构示意图；图2是图1中B处的放大图；图3是多层双极片单体电池内部结构示意图；图4是双极镍氢电池的充放电特性曲线。
                              具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
首先制成双极片，用一个直径为31.2mm厚度为0.08mm的集流片，在集流片的四周边缘，用绝缘的高分子材料注塑成一个密封环，双极片的总高为1.5mm。在集流片的一侧涂覆有氢氧化镍、粘结剂、水等调制的正极活性物质2，其厚度约为0.7mm；在集流片的另一侧涂覆有储氢合金、粘结剂、水等调制的负极浆料1，厚度约为0.5mm。
根据上述方法所制造的多层双极单体电池的结构是：在内径为φ31.6mm，壁厚0.4mm的电池壳8内，设置有串联的3个双极片，在双极片组的上面设置有一个正极片，作为极组上端的正极片；在双极片的下面设置有一个负极片作为极组的负极。每个极片之间设置有0.18mm的接枝聚合物聚丙烯隔膜6，在电池壳和极组之间及极片相接的部位设置有密封油7，极组的负极集流片与电池壳底部接触，极组上层正极集流片通过φ25mm弹簧片3与电池上盖4相接触，在上盖与壳体之间设置有绝缘的高分子材料的密封圈5。
其他没有提到的制作电池的组件，与传统的电池的组件、结构相同。
将上述的多层双极单体电池进行充放电实验：以20mA充电3小时，静置5分钟后，以20mA放至4V。充放电曲线图如图4所示，其放电平台为4.8V左右。

Claims (4)

1.一种双极片电池，双极片电池的结构是由电池壳、电极、隔膜、电解质、密封材料组成；其特征是：
其中电极，他是由正极材料，负极材料和集流片组成的双极片电极；双极片电极为三层，一层为正极材料，一层为负极材料，中间层为集流片，集流片为上下边缘均有一圈凸台、剖面为工字形的片状物，在集流片的四周边缘，再用绝缘的高分子材料注塑成一个密封环，将凸台绝缘密封，正极材料和负极材料分别涂敷在集流片的两侧的密封环中；
根据电池设计所需的电压，串联数个双极片，并在首尾分别串联一个正极片和一个负极片，在每两个极片间加入一层隔膜，并滴加适量电解液，然后用密封油密封住所有极片的密封环相接的部位，形成一个极组，用密封油密封住极组外壁；将此极组放入电池壳中，极组的负极集流片与电池壳底部接触，正极集流片可以通过金属导体与电池盖相接触；在上盖与壳体之间套入绝缘的高分子材料的密封圈，封口后形成单体电池。
2.如权利要求1所述的一种双极片电池，其特征是在集流片的两侧正极活性物质和负极活性物质低于密封环边缘的高度，既留出制作电池时放入隔膜的尺寸。
3.如权利要求1所述的一种双极片电池，其特征是所述的集流片的形状可以根据需要设计为圆形、方形、椭圆、菱形等，双极片的厚度是根据电池的放电容量、额定电压及电池总体高度来定。
4.如权利要求1所述的一种电池双极片，其特征是所述的集流片厚度范围是0.05-1mm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101076915B (zh) * 2004-12-10 2010-04-21 日产自动车株式会社 双极性电池
CN104934554A (zh) * 2014-03-17 2015-09-23 科源（天津）电源部品有限公司 一种电池防爆盖
WO2017190564A1 (zh) * 2016-05-06 2017-11-09 安徽巨大电池技术有限公司 一种电池组

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