一种柱形镍氢二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种柱形镍氢二次电池及其制造方法，电池壳体（１）中设有正、负极片，正极浆料以球形氢氧化镍为主要成份，辅料中含有ＣｏＯ，ＴｉＯ↓［２］，Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］作为添加剂，负极浆料以储氢合金粉为主料，浆料涂布在集流体上形成正负极片，正极片（２）、隔膜（３）、负极片（４）卷绕成电池芯，壳体（１）充填有电解液，所述负极片（４）在卷绕方向上比正极片（２）长，且负极片（４）比正极片（２）宽１－４ｍｍ，则电池芯中最外层的负极片（４）与电池壳体（１）内壁相接触，负极片（４）底部与壳体（１）底部焊接定位。采用本发明专利技术制造镍氢电池工艺简单、成本低廉，镍氢电池的功率大，适合电动工具、电动助力车等使用。

【技术实现步骤摘要】
一种柱形镍氢二次电池及其制造方法
本专利技术涉及一种柱形镍氢二次电池及其制造方法。
技术介绍
近年来，人们对城市空气质量及地球石油资源危机等问题日趋重视，保护环境，节约能源的呼声日益高涨，促使人们高度重视电动车及其相关技术的发展，美国、法国、中国的上海、北京市等均相继通过立法限制燃油车，大力发展电动车。其次中国移动式电动工具生产量占世界总产量的30％，而且每年对欧美均有大量的出口，从2006年7月起欧洲将禁止进口装有镍镉或铅酸电池的机电产品，这给镍氢动力电池提供了一个良好机会。但是高功率镍氢电池复杂的生产工艺，高的生产成本，困扰这一产品的迅速发展。
技术实现思路
本专利技术提供一种制造工艺简单、成本低廉，适合电动工具、电动助力车等使用的柱形镍氢二次电池及其制造方法，采用本专利技术制造的电池功率大。本专利技术的技术方案如下：一种柱形镍氢二次电池，电池壳体中设有正、负极片，正极浆料以球形氢氧化镍为主要成份，辅料中含有CoO，TiO2，Y2O3作为添加剂，负极浆料以储氢合金粉为主料，浆料涂布在集流体上形成正负极片，正极片、隔膜、负极片卷绕成电池芯，壳体充填有电解液，所述负极片在卷绕方向上比正极片长，且负极片比正极片宽1-4mm，则电池芯中最外层的负极片与电池壳体内壁相接触，负极片底部与壳体底部相接触。在柱形镍氢二次电池中，所述电解液采用LiOH，NaOH，KOH三元碱性电解液，LiOH，NaOH，KOH和水的重量百分比为：1-3％∶5-8％∶15-25％∶64-79％。所述正极浆料的辅料中还含有超细镍粉和粘结剂，球形氢氧化镍、添加剂、镍粉、粘结剂的质量百分比为：80-95％∶3-10％∶1-5％∶1-5％。一种柱形镍氢二次电池的制造方法，它是通过如下步骤来实现的：步骤一：正、负极浆料配制，正极浆料的主要成份为球形氢氧化镍，辅料中含有CoO，TiO2，Y2O3作为添加剂；负极浆料的主要成份为储氢合金粉；步骤二：正极集流体均匀涂布正极浆料，冲压成正极片；负极集流体均匀-->涂布负极浆料，冲压成负极片，负极片在卷绕方向上比正极片长π*D±10mm，D为电池壳体内径，负极片比正极片宽1-4mm；步骤三：正极片、隔膜、负极片卷绕形成电池芯，电池芯装入壳体后，负极片与壳体底面焊接，电池芯最外层的负极片与壳体内壁接触；步骤四：在壳体内灌注电解液后封口、化成。在制造柱形镍氢二次电池时，正极浆料的辅料中还含有超细镍粉和粘结剂，超细镍粉作为导电剂，球形氢氧化镍、添加剂、镍粉、粘结剂的质量百分比为：80-95％∶3-10％∶1-5％∶1-5％。负极浆料以储氢合金粉为原料，经热碱预处理后使用，它是这样进行的：将浓度4-7M的氢氧化钾或氢氧化钠或两种碱的混合水溶液加热至沸腾后，再将储氢合金粉在沸腾的碱溶液中浸泡或冲洗20-120分钟，然后在去离子水中清洗、沥干，经真空干燥后使用。灌注的电解液采用LiOH，NaOH，KOH三元碱性电解液，LiOH，NaOH，KOH和水的重量百分比为：1-3％∶5-8％∶15-25％∶64-79％。正极片以发泡镍为集流体，采用滚焊、端面焊或多极耳的方法引出电极，负极片以铜网为集流体，焊接镍带引出负极耳后与壳体底部焊接。本专利技术的有益效果是：由于正极浆料采用了合理的添加剂，电池放电过程中促进H+与OH-的复合速度，提高Ni2+的相变速度，提高镍电极的充放电效率。负极热碱处理后的储氢合金粉表面形成多孔的富镍层，催化氧在合金表面的复合。三元电解液提高电池析氧电势，降低电池内压。负极片在卷绕方向上比正极片长，且负极片比正极片宽1-4mm，则电池芯中最外层的负极片与电池壳体内壁相接触，负极片底部与壳体底部焊接，保证了最大限度的电流通路。采用本专利技术制造的电池可以实现10C以上的放电，如Sc、C、D等型号电池的连续放电电流达到20A，功率大，适合在电动工具、电动助力车等领域的使用要求。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图图2为本专利技术柱形镍氢二次电池的结构示意图具体实施方式本专利技术一种柱形镍氢二次电池，它是这样制造的：步骤一：正、负极浆料的配制：正极浆料的主要成份为球形氢氧化镍，辅料中含有CoO，TiO2，Y2O3作为添加剂，超细镍粉作为导电剂，另外还有少量粘-->结剂，球形氢氧化镍、添加剂、镍粉、粘结剂的质量百分比为80-95％∶3-10％∶1-5％∶1-5％；超细镍粉的平均粒度小于1微米。负极浆料的主要成份为AB5型储氢合金粉，储氢合金粉经热碱预处理后才能使用。具体方法为：将浓度4-7M的氢氧化钾或氢氧化钠或两种碱的混合水溶液加热至沸腾后，将储氢合金粉在沸腾的碱溶液中浸泡(或冲洗)20-120分钟，然后在去离子水中清洗、沥干，经常温真空干燥后使用。步骤二：正极以发泡镍为集流体，均匀涂布正极浆料，冲压成正极片2，采用滚焊、端面焊或多极耳的方法引出电极；负极以铜网为集流体，均匀涂布负极浆料，冲压成负极片4，负极焊接镍带引出负极耳；极片设计时负极片4在卷绕方向上比正极片2长π*D±10mm(D为电池内径)，负极片4比正极片2宽1-4mm。步骤三：正极片2、隔膜3、负极片4卷绕形成电池芯，电池芯装入壳体1后，负极片4与壳体1底面焊接，电池芯最外层的负极片4与壳体1内壁直接接触；步骤四：在壳体1内灌注电解液后封口、化成制得如图2所示的柱形镍氢二次电池。灌注的电解液采用LiOH，NaOH，KOH三元碱性电解液，LiOH，NaOH，KOH和水的重量百分比为：1-3％∶5-8％∶15-25％∶64-79％。实施例：正极浆料配制：各主要原料的质量百分比为：球形氢氧化镍∶CoO∶TiO2∶Y2O3∶镍粉∶PTFE∶CMC的质量百分比为：85％∶6％∶2％∶1.5％∶3％∶1.2％∶1.3％。负极浆料配制：采用LaNi5型储氢合金粉(内蒙古稀奥科B5A-180)，在沸腾的5.5MKOH水溶液中浸泡40分钟，取出在去离子水中反复冲洗3次，沥干后，在真空干燥箱中干燥8小时后使用。负极配料各主要材料的质量百分比为：储氢合金粉96％，镍粉3％，PTFE2％。正负极浆料配好后，按照图1所示工艺流程，生产AA-1500P型高功率电池，正极片2的尺寸：95mm×43mm×0.65mm(长×宽×厚)。负极片4的尺寸：130mm×44mm×0.25mm(长×宽×厚)。隔膜采用德国2226隔膜(材质polyolefine/F2氟化聚烯烃)，尺寸：250mm×46mm×0.18mm。卷绕后，负极片4事先焊接的镍带电极与壳体1底部点焊，然后往电池注入2.4克三元碱性电解液(LiOH，NaOH，KOH和水的重量百分比为：2％∶6％∶-->25％∶67％)，经封口、化成、分容后，制成产品。按照实施例制成的电池内阻小，循环寿命长，大功率放电性能良好，主要性能指标见下表：  型号  标称容量  mAh  5C放电  容量mAh  10C放电  容量mAh  内阻(毫  欧)  循环寿命  0.5C充放  AA-1500P  1500  1450  1250  ＜20  ＞500本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱形镍氢二次电池，电池壳体（１）中设有正、负极片，正极浆料以球形氢氧化镍为主要成份，辅料中含有ＣｏＯ，ＴｉＯ↓［２］，Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］作为添加剂，负极浆料以储氢合金粉为主料，浆料涂布在集流体上形成正负极片，正极片（２）、隔膜（３）、负极片（４）卷绕成电池芯，壳体（１）充填有电解液，其特征在于所述负极片（４）在卷绕方向上比正极片（２）长，且负极片（４）比正极片（２）宽１－４ｍｍ，则电池芯中最外层的负极片（４）与电池壳体（１）内壁相接触，负极片（４）底部与壳体（１）底部焊接定位。

【技术特征摘要】
1、一种柱形镍氢二次电池，电池壳体(1)中设有正、负极片，正极浆料以球形氢氧化镍为主要成份，辅料中含有CoO，TiO2，Y2O3作为添加剂，负极浆料以储氢合金粉为主料，浆料涂布在集流体上形成正负极片，正极片(2)、隔膜(3)、负极片(4)卷绕成电池芯，壳体(1)充填有电解液，其特征在于所述负极片(4)在卷绕方向上比正极片(2)长，且负极片(4)比正极片(2)宽1-4mm，则电池芯中最外层的负极片(4)与电池壳体(1)内壁相接触，负极片(4)底部与壳体(1)底部焊接定位。2、根据权利要求1所述的柱形镍氢二次电池，其特征在于所述电解液采用LiOH，NaOH，KOH三元碱性电解液，LiOH，NaOH，KOH和水的重量百分比为：1-3％∶5-8％∶15-25％∶64-79％。3、根据权利要求1或者2所述的柱形镍氢二次电池，其特征在于所述正极浆料的辅料中还含有超细镍粉和粘结剂，球形氢氧化镍、添加剂、镍粉、粘结剂的质量百分比为：80-95％∶3-10％∶1-5％∶1-5％。4、一种柱形镍氢二次电池的制造方法，它是通过如下步骤来实现的：步骤一：正、负极浆料配制，正极浆料的主要成份为球形氢氧化镍，辅料中含有CoO，TiO2，Y2O3作为添加剂；负极浆料的主要成份为储氢合金粉；步骤二：正极集流体均匀涂布正极浆料，冲压成正极片(2)；负极集流体均匀涂布负极浆料，冲压成负极片(4)，负极片(4)在卷绕方向上比正极片(2)长π*D±10mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵，陈献国，
申请(专利权)人：赵兵，陈献国，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]