CN2632866Y - 锌镍电池 - Google Patents

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朱志坚
董俊卿
王传福
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Abstract

一种锌镍电池，由镍正极、隔膜、锌负极组合形成极芯，收纳于金属外壳中，加入电解液，开口处由组合盖帽密封而成，所述锌负极的集流体为镀锡冲孔铜带，在由该铜带形成的极芯的一端面焊接一集流部件，再由该集流部件的另一端与组合盖帽焊接导通。该锌镍电池具有制造工艺简单、成本低、大电流放电性能好的优点，适合于便携电动工具的使用。

Description

锌镍电池
【技术领域】
本实用新型涉及一种锌镍电池，更具体地说是涉及一种大电流放电性能较好、制造工艺简单的锌镍电池。
【背景技术】
近年来，锌镍二次电池因具有比能量大、功率高、低成本等特点越来越受到人们的关注。
锌镍二次电池的负极集流体可以使用铜网、泡沫铜或冲孔铜带，其中使用铜网作为集流体的锌负极在电池的装配过程中，编织成铜网的铜丝很容易在电极边缘形成毛刺并刺穿电池的隔膜而造成电池短路，使电池的成品率下降，带来成本的提高。
另一方面，发泡铜制备工艺复杂，同样带来了成本高的问题。
相比之下，制造冲孔铜带的成本远较发泡铜成本低，而且不会因为毛刺的问题造成电池短路。
但是，对于以钢壳为容器的圆柱形锌镍电池，情形正好相反。原因是当锌与钢壳接触时，锌与低析氢过电位的Fe或Ni形成腐蚀电池，使得电池在贮存过程中产生大量的氢气和不可控制的内部压力，从而不能制得密封的锌镍电池。因此，通常在以钢壳为容器的圆柱形锌镍电池中，镍正极通过汇流带焊接于钢壳的内底并将钢壳外底作为正极端子，而锌负极是通过一个汇流带，和组合盖帽连接在一起，并将组合盖帽作为电池的负极端子。
如果电池在使用中负荷不大，则上面所述的负极汇流带还不至于影响电池的放电。如果电池要进行大电流放电，则势必要增加汇流带的数目，因为这样做一方面增加了负极集流体和负极汇流带的连接点，降低接触电阻；另一方面使电池在放电时锌负极上不同位置的电流密度得以较均匀地分布，避免因局部电流密度过大而发生钝化现象，降低放电容量。
负极汇流带通常在拉浆前就被焊接在冲孔铜带上，或者在负极拉浆结束后进行焊接，但不论如何，通过这种增加汇流带的数目来获得更佳的大电流性能的方法，显然要增加工作量，降低劳动生产率。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种工艺简单、成本低、大电流放电性能好的锌镍电池。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种锌镍电池，由镍正极、隔膜、锌负极组合形成极芯，收纳于金属外壳中，加入电解液，开口处由组合盖帽密封而成，所述锌负极的集流体为镀锡冲孔铜带，在由该铜带形成的极芯的一端面焊接一集流部件，再由该集流部件的另一端与组合盖帽焊接导通。
上述的技术方案进一步改进为：
所述的极芯的外层与金属外壳间设有一绝缘物质层。
所述的绝缘物质层采用聚氯乙烯或聚四氟乙烯材料。
所述的集流部件采用紫铜、黄铜或其它铜合金。
所述的集流部件的表面涂敷锡或锡合金。
本实用新型锌镍电池的优点在于：
(1)工艺简单、成本低；
(2)降低接触电阻并使电流密度分布更加均匀，从而改善锌镍电池的大电流放电性能。
【附图说明】
图1是圆柱形锌镍电池的结构示意图；
图2是锌负极的结构示意图；
图3是集流体部件的结构示意图。
附图符号说明
1—金属外壳      2—组合盖帽
3—集流体部件    4—镍正极
5—隔膜          6—锌负极
7—汇流带        8—绝缘物质层
6a—镀锡冲孔铜带 6b—锌负极单层
【具体实施方式】
下面采用圆柱形锌镍电池对本实用新型作出进一步的说明。
将82重量份的氧化锌，5重量份的氧化镉，5重量份的氧化铋，1重量份的乙炔黑及0.5重量份的短纤维均匀混合，加入浓度为1.5％的羟丙基甲基纤维素的水溶液重量65份，搅拌得到均一的浆料，然后加入占干粉总重量2.5％的聚四氟乙烯PTFE乳液，充分搅匀，将浆料涂布至如图2所示的100微米厚的镀锡冲孔铜带6a的两侧，干燥后极板的厚度控制在600-1000微米，即锌负极单层6b(也就是上述组合物的单层)的厚度控制在250-450微米，冲切成尺寸为33.6mm×250mm、如图2所示的锌负极6，与容量为1500mAh带有汇流带7的镍正极4，隔膜5，卷绕成极芯。将此极芯装入内侧有一层绝缘物质层8的圆柱形的镀镍钢壳1，绝缘物质层8的下部经过弯曲与电池壳1的底部接触，但不影响汇流带7与钢壳1内底焊接，绝缘物质层8可以防止锌负极与镀镍钢壳1接触。
将镍正极的汇流带7焊接于钢壳1的内底部，然后将集流体部件3一端与极芯一端面的镀锡冲孔铜带焊接，集流体部件3的另一端与组合盖帽2焊接；其中，集流体部件3可以选用与锌负极集流体材料相同的铜，结构如图3所示。通过集流体部件与极芯中锌负极镀锡冲孔铜带的端面焊接，增加集流体部件与锌负极的连接点，降低接触电阻并使电流密度分布更加均匀，从而改善电池的大电流放电性能。
注入含有氢氧化钾和氢氧化锂的电解液，以组合盖帽2密封，制得锌镍电池，如图1所示。
电池经化成后进行循环寿命测试：电池以0.5C(0.75安培)充电2.4小时，搁置15分钟，以10C(15安培)放电至1.2伏截止，记录放电时间，搁置30分钟。按此程序循环进行。当记录到的某次放电时间小于4.2分钟时测试结束。
测试结果得到，循环寿命超过350次。
本实用新型锌镍电池并不局限于实施例所述圆柱形，也可以适用于其它形状的锌镍电池。

Claims (5)

1.一种锌镍电池，由镍正极、隔膜、锌负极组合形成极芯，收纳于金属外壳中，加入电解液，开口处由组合盖帽密封而成，其特征在于：所述锌负极的集流体为镀锡冲孔铜带，在由该铜带形成的极芯的一端面焊接一集流部件，再由该集流部件的另一端与组合盖帽焊接导通。
2.根据权利要求1所述的锌镍电池，其特征在于：所述的极芯的外层与金属外壳间设有一绝缘物质层。
3.根据权利要求2所述的锌镍电池，其特征在于：所述的绝缘物质层采用聚氯乙烯或聚四氟乙烯材料。
4.根据权利要求1所述的锌镍电池，其特征在于：所述的集流部件采用紫铜、黄铜或其它铜合金。
5.根据权利要求1或4所述的锌镍电池，其特征在于：所述的集流部件的表面涂敷锡或锡合金。
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