一种提高电池抗短路和微短路能力的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高电池抗短路和微短路能力的方法，通过在极组边缘、隔膜边缘或者隔膜袋边缘浸胶，再经干燥使胶形成固体颗粒浸胶部分隔膜的孔隙堵死，使电极边缘出现毛刺地方周围的隔膜变得致密，毛刺无法穿透隔膜，避免电极边缘毛刺穿透隔膜引起电池短路或微短路，从而降低电池内由于电极毛刺引起的自放电增大、荷电保持能力降低等现象。由于仅在隔膜边缘浸胶，没有改变中间大部分隔膜的性能，所以不会对电池的性能造成影响。本发明专利技术处理工艺简单，能有效消除电池毛刺引起的电池短路或微短路现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高电池抗短路和微短路能力的方法。
技术介绍
在电池制作过程中，由于选择的材料、电极制作工艺、电极参数等的不同，电极边缘会不可避免地出现毛刺现象。如在MH-Ni、Cd-Ni、Zn-Ni等电池中，镍电极基体一般采用泡沫镍等，在电极裁切和周转过程中，边缘会出现许多由泡沫镍纤维引起的毛刺，在其他类型的电极如粘接式电极、烧结式电极中，边缘也会由于裁切、周转等出现掉渣现象，也会使电极边缘出现毛刺，这些带有毛刺的电极装配到电池内，在电池化成、检测以及电解液的浸泡过程中，这些毛刺穿透隔膜，引起电池微短路，从而加大电池的自放电，影响电池的正常应用。为避免这种现象，在电池的生产和设计中，一般文献介绍采用加厚隔膜/隔板或采用致密性好的隔膜/隔板的方法，但这样的方法一方面影响电池的功率性能和容量，另一方面，隔膜变得致密，透气性就会相对变差，从而在充电过程中会使电池内压升高，引起电池泄露，影响电池的正常使用。1994年24(6)(24卷第6期)《电池》期刊第253-254页公开了王素芹等的《Ni/MH电池自放电研究》一文，介绍了对镍电极表面以高分子涂层及膜进行修饰，降低电池的自放电。1993年《电源技术》17(4)第25-27公开了范祥清等的《金属氢化物-镍电池的研究》一文，介绍了在电极表面涂以半透膜降低自放电。以上两种方法均是通过抑制氢在镍电极表面的反应速度，来降低Ni/MH电池的自放电，并不能消除电池毛刺引起的微短路现象，并且工艺复杂，成本较高，不适宜批量生产，还会对电池的其他性能造成影响。目前一般电池生产商采用在电极边缘粘贴薄胶带的方法，避免毛刺穿透隔膜，但此方法工艺烦琐，材料成本和工艺成本较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种提高电池抗短路和微短路能力的方法，它处理工艺简单，-->能有效避免毛刺穿透隔膜，彻底消除了电池毛刺引起的电池短路或微短路现象。本专利技术采用了如下技术方案：一种提高电池抗短路和微短路能力的方法，它是在电池装配前，通过在极片边缘浸胶、极组边缘浸胶、对包覆电极的隔膜边缘进行浸胶，或者对容纳电极的隔膜袋边缘浸胶，使电池极组或者电极边缘的隔膜形成致密层，经干燥后装配。所述用胶根据电池种类选择，不同种类选用不同特性的胶液。在碱性蓄电池中，所述用胶选用PTFE乳液、PVA溶液、HPMC溶液、CMC溶液或者PVDF溶液。本专利技术通过在极组边缘、隔膜边缘或者隔膜袋边缘浸胶，再经干燥使胶形成固体颗粒浸胶部分隔膜的孔隙堵死，使电极边缘出现毛刺地方周围的隔膜变得致密，毛刺无法穿透隔膜，避免电极边缘毛刺穿透隔膜引起电池短路或微短路，从而降低电池内由于电极毛刺引起的自放电增大、荷电保持能力降低等现象。由于仅在隔膜边缘浸胶，没有改变中间大部分隔膜的性能，所以不会对电池的性能造成影响。本专利技术处理工艺简单，能有效消除电池毛刺引起的电池短路或微短路现象。具体实施方式本专利技术一种提高电池抗短路和微短路能力的方法，它是在电池装配前，通过在极片边缘浸胶，或者极组边缘浸胶，或者对包覆电极的隔膜边缘进行浸胶，或者对容纳电极的隔膜袋边缘浸胶，使电池极组或者电极边缘的隔膜形成致密层，经干燥后装配。这样毛刺无法穿透隔膜，从而提高电池的荷电保持能力。在此方法中，首先在于胶的选择，应根据电池的性质来选择胶，如MH-Ni、Cd-Ni、Zn-Ni等电池，均为碱性蓄电池，所以选择的胶一定要耐碱性能好，并且不能在碱性溶液里面溶解，一般选用电池制作过程中常用的胶即可。这样的胶有PTFE(聚四氟乙烯)、PVA(聚乙烯醇)、PVDF(聚偏氟乙烯)、HPMC(羟丙基甲基纤维素)、CMC溶液等，并且这些胶不会对电池的电性能产生大的影响。相应的酸性蓄电池需要选择耐酸性强，不在酸中溶解，不对电池性能有大的影响的胶。由于一般用于电池隔膜/隔板的吸湿性均比较好，所以将极组边缘在胶内稍浸一下即可，根据电池的大小或电极表面积的大小选择浸渍的时间和浸渍量。-->其次，极组边缘浸胶后，进行干燥，使胶干燥后产生的固体颗粒将所要求部分隔膜的孔隙堵死，从而堵塞毛刺引起短路的通道。之后就可以进行电池的装配了。MH-Ni、Cd-Ni、Zn-Ni等电池极组具有相同的性质，所以此方法对这些电池均适用。实施例一：制作一批MH-Ni45Ah蓄电池100只，采用相同的极板、隔膜(面密度58g/m2)与装配工艺。其中50只电池在极组边缘浸固含量60％的PTFE乳液，极组边缘隔膜的浸渍宽度为3～5mm，然后在70℃烘箱中烘干2h。然后对两类电池一起进行装配、化成和性能测试。比较结果见表1。表1 极组处理与未处理电池的性能对比    未处理电池    处理电池电池0压、低压(只)    3    0放电1.2V以上平均容量(Ah)    27.8    26.9平均放电容量(Ah)    48.9    48.5电池充电平均内压(MPa)    0.25    0.25从表1中数据可以看出，经过处理后，化成检测过程中电池没有出现0压、低压现象，而未处理的电池则达到6％。处理后电池的放电容量和放电平台略有降低。处理前后对电池充电内压无影响。实施例二：制作一批45Ah的MH-Ni电池，分3类进行处理与制作，每类电池制作50只。第一类采用致密性隔膜(面密度73g/m2)，极组不进行浸胶处理；第二类采用面密度较低的隔膜(58g/m2)，在极组边缘浸60％的PTFE乳液，然后进行干燥、装配；第三类采用采用面密度较低的隔膜(58g/m2)，但整个隔膜全部浸60％的PTFE乳液，然后进行干燥、装配；3类电池采用相同的正负极板，采用的隔膜均为同一厂家生产的同种材料制作的隔膜。然后对此3类电池采用相同的制度进行化成、检测，并检测电池内压，结果见表2。表2 采用不同隔膜、不同处理方法的电池性能对比-->类别1 2 3隔膜面密度(g/m2)73 58 58处理情况未处理极组边缘处理隔膜全部处理0压、低压的电池数量(只)2 0 0漏液电池数量(只)0 0 4 01.2V以上放电平均容量(Ah)26.5 26.9 15.0平均放电容量(Ah)48.4 48.5 39.5电池充电平均内压(MPa)0.35 0.25 1.25由表2的数据看，对隔膜全部处理后，漏电解液的电池数量达到80％，并且电池容量明显下降，不能达到电池的容量要求，电池充电内压高达1.25MPa，是泄露的主要原因。由于对隔膜进行全部浸胶处理后，将隔膜的孔隙全部堵塞，充电过程中镍电极产生的气体无法到达贮氢电极进行复合，造成电池内压上升，并且隔膜内吸收的电解液量大大降低，导致电池内阻升高，放电平台和放电容量下降。采用面密度高的隔膜内压略高一些，但并不能完全避免电池中由于毛刺引起的0压、低压现象。实施例三：将实施例一、实施例二所制作的几类电池，分别以0.2C放电到终止电压1.0V后，在相同的环境下开路贮存3个月(由于隔膜进行全处理的电池不合格，不进行比较)，测量贮存后电池的电压。见表3。表3各类电池贮存情况对比类别123隔膜面密度(g/m2)735858处理情况未处理极组边缘处理未处理贮存后0压电池数量(只)308贮存后平均电压(0压电池除外，V)1.1901.2151.154由表3看，极组边缘处理后的电池贮存性能明显好于未处理的以及采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高电池抗短路和微短路能力的方法，它是在电池装配前，通过在极片边缘浸胶、极组边缘浸胶、对包覆电极的隔膜边缘进行浸胶，或者对容纳电极的隔膜袋边缘浸胶，使电池极组或者电极边缘的隔膜形成致密层，经干燥后装配。

【技术特征摘要】
1.一种提高电池抗短路和微短路能力的方法，它是在电池装配前，通过在极片边缘浸胶、极组边缘浸胶、对包覆电极的隔膜边缘进行浸胶，或者对容纳电极的隔膜袋边缘浸胶，使电池极组或者电极边缘的隔膜形成致密层，经干燥后装配。2.根据权利要求1所述的提高电池抗短路和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相哲，邢志勇，匡德志，方杰，冯夏至，赵家宏，
申请(专利权)人：春兰集团公司，
类型：发明
国别省市：32[]