镍电极的发泡镍基体、镍电池及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种镍电极的发泡镍基体，包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，卷绕内圈部分的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。还公开了一种采用该发泡镍基体的镍电池。还公开了一种制作镍电极的发泡镍基体的方法，通过控制电流密度来获得发泡镍基体的不同面密度分布。由于卷绕内圈部分和卷绕外圈部分面密度的差别，本发明专利技术既能解决充电电池卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂的问题，同时又能确保电池设计成更高的容量和充分发挥电池性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池，特别是涉及。
技术介绍
作为“绿色环保电源”之一的镍氢电池因具有高比容量、无记忆效应和无污染等一 系列独特的优点而受到人们的广泛重视。由于镍氢电极正极限制电池的容量，所以改进镍电极的性能是提高镍氢电池的关 键问题之一。传统的卷绕式镍氢电池是将正极、隔膜和负极卷绕成一个圆柱体套入电池钢 壳，正极的基体材料多选用发泡镍材料，但由于卷绕内圈曲率半径小、应力大，正极片很容 易出现裂纹、断裂，从而导致(1)电池容量低；(2)裂纹处正极容易掉粉，形成微短路，或 在极片断裂处形成毛刺，容易刺穿隔膜而造成电池短路；(3)电池内阻偏大等问题，从而影 响电池的性能。为了克服以上问题，已有采用加大正极发泡镍基体材料面密度的方法，降 低卷绕过程中出现的基体断裂，但由于基体材料的增加，导致更高容量电池的设计出现困 难。也有采用卷绕时不易断裂的材料如钢带、钢网等材料，但导致电极片的导电性能下降。
技术实现思路
本专利技术的一个目的就是针对现有技术的不足，提供一种镍电极的发泡镍基体及镍 电池，既能解决充电电池卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂的问题，同时又能确保电池可 设计成更高的容量和充分发挥电池性能。本专利技术的另一目的是提供一种制作镍电极的发泡镍基体及镍电池的方法，通过控 制电流密度来获得发泡镍基体的不同面密度分布。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种镍电极的发泡镍基体，包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所述卷绕内圈部分的 发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。优选地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度是均勻的，而所述卷绕外圈部分的 发泡镍的面密度也是均勻的。优选地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度为300g/ m2 -380g/ in2，所述卷绕 外圈部分的发泡镍的面密度为200g/ m2 -300g/ m2。一种镍电池，包括卷绕成极组的正极片、负极片和隔膜，所述正极片具有发泡镍基 体，所述发泡镍基体为前述的一种发泡镍基体。一种制作镍电极的发泡镍基体的方法，包括以下步骤a.对泡沫骨架进行导电化处理，选择所述泡沫骨架的一段作为卷绕内圈部分，而另一 段作为卷绕外圈部分；b.以电镀方式在镀液中对所述泡沫骨架电沉积镍，其中，针对所述卷绕内圈部分使用 较大的电流密度以得到较厚的镀镍层，而针对所述卷绕外圈部分使用较小的电流密度以得到较薄的镀镍层。优选地，所述步骤b中，通过将阴极和阳极设置成距离较近而获得所述较大的电 流密度，通过将阴极和阳极设置成距离较远而获得所述较小的电流密度。优选地，在所述步骤b之后对沉积了镀镍层的所述泡沫骨架进行热处理。所述泡沫骨架优选为聚氨酯泡沫塑料。一种制作镍电池的方法，包括前述的一种方法制作镍电极的发泡镍基体的步骤。本专利技术有益的技术效果是根据本专利技术，镍电极正极片的发泡镍基体包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，卷绕内 圈部分的发泡镍的面密度总体上大于卷绕外圈部分的发泡镍的面密度，这样，发泡镍基体 填充镍电极的粉料时，在基体发泡镍面密度小的地方，可填充较多量的正极粉料，确保得到 高容量的电池，此处的正极片处于卷绕外圈，而卷绕外圈曲率半径较大、应力较小，正极片 并不容易出现裂纹、断裂，而在基体发泡镍面密度大的地方，可填充粉料量少，但此处基体 的强度大，正极片柔韧性好，有利于解决卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂问题。因此，本 专利技术有效解决了充电电池卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂从而造成的(1)电池容量低； (2)裂纹处正极容易掉粉，形成微短路，或在极片断裂处形成毛刺，容易刺穿隔膜而造成电 池短路等问题，同时也确保电池可以设计成更高的容量和充分发挥电池性能。根据本专利技术 提供的制作方法，以电镀方式在镀液中对泡沫骨架电沉积镍，针对卷绕内圈部分使用较大 的电流密度以得到较厚的镀镍层，而针对卷绕外圈部分使用较小的电流密度以得到较薄的 镀镍层，可以有效获得上述面密度变化式的发泡镍基体。附图说明图1为根据本专利技术一个实施例的面密度变化式发泡镍基体结构示意图； 图2为采用本专利技术一个实施例的发泡镍基体的镍电极的示意图； 图3为一个实施例的镍电极卷绕入壳后的镍电池的截面图； 图4为本专利技术一个实施例的发泡镍基体制作方法的流程图； 图5为本专利技术一个实施例的镍电池制作方法的流程图。具体实施例方式以下通过实施例结合附图对本专利技术进行进一步的详细说明。请参阅图1，根据一个实施例的镍电极的发泡镍基体，包括卷绕内圈部分1和卷绕 外圈部分2，卷绕内圈部分1的发泡镍的面密度大于卷绕外圈部分2的发泡镍的面密度。在一个优选的实施例中，卷绕内圈部分的发泡镍的面密度是均勻的，而卷绕外圈 部分的发泡镍的面密度也是均勻的。较优地，卷绕内圈部分的发泡镍的面密度为300_380g/ Itl2。较优地，卷绕外圈部分的发泡镍的面密度为200_300g/ IIf。请参阅图2，采用一个实施例的发泡镍基体制成的镍电极正极片，同样包括内圈部 分11和外圈部分12，各自填充有正极粉料。其中，内圈部分11发泡镍的面密度大，所填粉 量较少，但基体的强度大，正极片柔韧性好，而外圈部分12发泡镍的面密度小，所填粉量较^^ ο请参阅图3，一个实施例的镍电池包括电池壳5和装入其中的极组，其中镍电极正极片、负极片4和隔膜3绕卷成极组，镍电极正极片的卷绕内圈部分11卷绕在镍电极的内 圈，镍电极正极片的卷绕外圈部分12卷绕在镍电极的外圈。在不同的实施例中，镍电池可以选择采用前述实施例的发泡镍基体。镍电池可以是镍电极采用发泡镍基体的各种卷绕式电池，例如镍氢电池、镍锌电池等。以容量为IOOOmAh的AAA镍氢电池为例。采用如图1所示的一种面密度变化式的 发泡镍基体，例如，发泡镍基体的卷绕内圈部分1处的面密度为350g/ m2，卷绕内圈部分2 处的面密度为260 g/m2，然后制作成镍电极，得到如图2的电极片，镍电极内圈部分11处发 泡镍基体面密度大、填粉量少、极片柔韧性大，镍电极外圈部分12处发泡镍基体面密度小、 填粉量多，确保高容量的要求。镍电极(正极)与隔膜3、负极4卷绕入钢壳5后，镍电极内 圈部分11处于卷绕内圈，镍电极内圈部分12处于卷绕外圈，如图3所示。在另一方面，本专利技术还提供一种制作镍电极的发泡镍基体的方法。前述的面密度 变化式的发泡镍基体可以通过控制电镀的方法得到，通过控制电镀过程中不同镀液处的电 流密度，即能实现发泡镍基体变化的面密度。如图4所示，根据一个实施例的发泡镍基体的制作方法包括以下流程步骤a.对泡沫骨架进行导电化处理，选择泡沫骨架的一段作为卷绕内圈部分，而 另一段作为卷绕外圈部分；步骤b.以电镀方式在镀液中对泡沫骨架电沉积镍，其中，针对卷绕内圈部分使用较大 的电流密度以得到较厚的镀镍层，而针对卷绕外圈部分使用较小的电流密度以得到较薄的 镀镍层。根据一个优选的实施例，步骤b中，通过将阴极和阳极设置成距离较近而获得较 大的电流密度，通过将阴极和阳极设置成距离较远而获得较小的电流密度。如本领域技术人员所容易理解，采用可控制电流密度的其它方式，对本方法也是 适用的。较优地，在步骤b之后还对沉积了镀镍层的泡沫骨架进行热处理以得到适当的发 泡镍基体。所用的泡沫骨架可以是采用聚氨酯等材料的泡沫塑料。在一个较佳的实施例里，采用泡沫塑料电镀法，以聚氨酯泡沫塑料为骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种镍电极的发泡镍基体，其特征在于，包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李延清，彭东方，王守军，王丽丽，莫元妙，
申请(专利权)人：深圳市量能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94