专利名称：方形碱性二次电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种碱性二次电池，更确切地说是涉及一种内部电极反应均匀、具有较低的电池内阻及充电内压、较高循环寿命的方形碱性二次电池。
背景技术：
随着便携式用电器的广泛应用，人们对作为上述器件备用电源的二次电池的性能要求越来越高。随着设备的小型化，人们对于二次电池的小型化及体积要求越来越高，因此方形二次电池的应用越来越多。
方形碱性碱性二次电池一般是将正极和负极通过隔膜隔开并交替层叠起来构成的极片组装入电池外壳中，经注入电解液、封口而制成。申请号为98106096的中国专利公开了一种方形镍氢电池及其制造方法。正极和负极由隔膜隔开并交替层叠起来构成极片组，极片组最外侧与外壳相接触并露出集流基体，最外侧极片被弯成U形并使其夹住另外的极片。该专利提供了方形碱性电池一种通用的制造方法。对于小型电池，例如极片组内正极数为3片，极片组的截面图如图1所示，可以获得较好的综合性能。
当制作较大型的电池，或者为了提高极片的电极反应性能而需要采用更薄的极片，从而导致极片组内正负极数增多，正极片数大于等于4片时，需在里层的正极片旁夹以负极片，对于极片组中有4片正极的情况，极片组的截面图如图2所示，在里层的正极片1旁设有片状负极7；对于极片组中5片正极的情况，极片组的截面图如图3所示。在图2和图3中，相对于极片组中外层的负极来说，里层的正极片至少有一侧所对应的负极仅与电池外壳的底部相接触，在装配不当或极片组与电池外壳配合不太紧密的情况下，容易使该负极与电池外壳导通性较差，使电池内电极反应不均匀，易导致电池内阻、充电时内压升高，循环寿命差。
发明内容本实用新型的目的是，提供一种内部电极反应均匀、具有较低的电池内阻及充电内压、较高循环寿命的方形碱性二次电池。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种方形碱性二次电池，是将正极片、负极片通过隔膜隔开并交替层叠起来构成的极片组装入电池外壳中，经注入电解液、封口而制成，其中，所述的正极片是通过其设有的正极导电端子与电池正极端相连接而引出电流的，外层的负极片是通过与电池外壳相接触而引出电流的，所述的极片组中里层的负极与电池外壳的导通是通过负极中设有的基体延伸部位经弯折后与电池外壳侧壁相接触而实现的。
本实用新型的上述技术方案进一步改进为所述的极片组中里层的负极，其弯折部分的两侧长度可以不相等。
所述的里层的负极具有L形结构，其与电池外壳相接触的一侧为没有涂覆活性物质的基体。
所述的L形结构的负极，其与电池外壳相接触的一侧和远离电池外壳的一侧的长度比例范围是0～1。
所述的负极为贮氢合金电极。
本实用新型方形碱性二次电池的优点在于提高了电池内部的导电性能，提高了电池内部电极反应的均匀性，从而降低电池内阻及充电内压，提高了电池的循环寿命。
图1是现有技术中方形碱性二次电池极片组的截面图图2是现有技术中方形碱性二次电池极片组的截面图图3是现有技术中方形碱性二次电池极片组的截面图图4是本实用新型实施例L形结构负极截面图图5是本实用新型实施例和比较例U形结构负极截面图图6是本实用新型方形碱性二次电池极片组的截面图图7是本实用新型方形碱性二次电池极片组的截面图图8是实施例和比较例充电内压对比曲线图图9是实施例和比较例循环寿命对比曲线图
符号说明1-正极片 2-隔膜 3-负极活性物质4-负极基体5-U形结构负极6-L形结构负极7-片状负极具体实施方式下面对本实用新型进行详细说明。
对于正极片数大于或等于4片的方形碱性二次电池，请参考图4-7，正极片1包封于隔膜2内，极片组中里层的负极中设有基体4延伸部位，基体4延伸部位经弯折后与电池外壳(图中未示出)侧壁相接触，从而实现了该负极与电池外壳的导通，因此可以使电池内部电极反应的均匀性提高，从而降低了电池内阻及充电内压，提高了电池的循环寿命。
根据电池实际制作情况，基体4弯折部分的两侧长度可以不相等。
极片组中里层的负极可以具有L形结构，其与电池外壳相接触的一侧为没有涂覆活性物质的基体，与正极片1相对应形成电极对的部分为基体4两侧的涂覆负极活性物质3。
将L形结构负极6具有负极活性物质3的一侧置于极片组中里层的正极片1旁，而将基体4延伸部位从极片组底部绕过，极片基体4与电池外壳内壁相邻接，这样的结构可以使L形结构负极6与电池外壳之间形成良好的导电性，因此可以使电池内部电极反应的均匀性提高，从而降低了电池内阻及充电内压，提高了电池的循环寿命。
L形结构的负极，其短边与长边的长度比例范围是0～1，可以使极片在保证极片与电池外壳导电性的同时可以减小极片组的体积，节省空间。
L形结构的负极可以采用以下方法制成将两面涂有负极活性物质3的负极片沿宽度方向从中间对折成U形，刮U形掉折弯部分和一侧负极基体4的负极活性物质，露出负极基体4，并将该侧的负极基体4裁至设定长度，就得到L形结构负极6，如图5所示。
下面以方形镍氢电池为例对本实用新型作进一步说明。
实施例正极的制作将氢氧化镍、镍粉、氧化亚钴等按一定比例混合，并与CMC及水一起调成混合浆料，将浆料填充入发泡镍中，经烘干、辊压、裁切成0.6～0.8mm厚，宽14.2mm，长25.5mm的正极片。然后将此正极片包封于改性聚丙烯隔膜袋内。
负极的制作将AB5合金与镍粉、CMC、PVA及水等按一定比例混合成浆料，涂覆于镀镍穿孔钢带上，烘干，裁切成条形极片，将此极片沿长度方面对折成U形，刮掉外侧单边附料，制成内侧厚为0.40～0.50mm，外侧厚0.20～0.30mm，极片总长52mm，宽14.2mm的U形负极5，该负极可以置于极片组中与外层的正极的两侧。
刮掉上述负极一侧两边的附料，露出钢带，并将其裁至12～15mm，使厚度0.40～0.50mm，极片总长37～40mm，宽14.2mm，附料一侧极片长26mm，这样就制成了L型结构负极。
电池制作将四片包封于隔膜袋内的正极、两片U形结构负极及一片L形结构负极进行层叠形成极片组，该极片组的截面如图6所示，将该极片组装入一端开口的矩形钢制外壳内，经注液、封口，制成标称容量为550mAh的方形镍氢电池。
比较例镍正极的制作所用活性物质浆料与实施例相同，但所制得的极片尺寸为0.8～1.0mm厚，宽14.2mm，长25.5mm的正极片。
贮氢合金负极的制作所用活性物质浆料与实施例相同，极片为U形结构5，内侧厚为0.50mm，外侧厚0.20～0.30mm，极片总长52mm，宽14.2mm。
电池制作将三片包封于隔膜袋内的正极、两片U形结构负极按图1所示的方式层叠，组成极片组，装入一端开口的矩形钢制外壳内，经注液、封口，制成标称容量为550mAh的方形镍氢电池。
性能检测放电内阻将实施例与比较例电池以0.2C充电7小时，搁置15分钟，再以0.5C放电至1.0V。记录放电态电池内阻。结果见表1。
表1
充电内压将实施例与比较例电池以1C充电120分钟，记录电池内压随充电时间的变化，得到电池充电内压曲线。结果如图8所示。
循环寿命将实施例与比较例电池以1C充电75分钟，搁置15分钟，再以1C放电至1.0V，搁置15分钟。按以上充放电制度进行循环，记录放电容量随循环次数的变化，得到循环寿命图，如图9所示。
从表1可以看出，对于标称容量相同的方形碱性二次电池，本实用新型的方形碱性二次电池具有较低的放电内阻；从图8可以看出，对于标称容量相同的方形碱性二次电池，本实用新型的方形碱性二次电池具有较低的充电内压；从图9可以看出，对于标称容量相同的方形碱性二次电池，本实用新型的方形碱性二次电池具有较高的循环寿命。
本实用新型方形碱性二次电池极片组的结构不限于实施例和附图中所表达的情况，其它符合上述技术方案的结构也在保护之列。
因此，本实用新型方形碱性二次电池，内部反应均匀，具有较低的放电内阻和充电内压，具有较高的循环寿命。
权利要求1.一种方形碱性二次电池，是将正极片、负极片通过隔膜隔开并交替层叠起来构成的极片组装入电池外壳中，经注入电解液、封口而制成，其中，所述的正极片是通过其设有的正极导电端子与电池正极端相连接而引出电流的，外层的负极片是通过与电池外壳相接触而引出电流的，其特征在于所述的极片组中里层的负极与电池外壳的导通是通过负极中设有的基体延伸部位经弯折后与电池外壳侧壁相接触而实现的。
2.根据权利要求1中所述的方形碱性二次电池，其特征在于所述的极片组中里层的负极，其弯折部分的两侧长度可以不相等。
3.根据权利要求1或2中所述的方形碱性二次电池，其特征在于所述的里层的负极具有L形结构，其与电池外壳相接触的一侧为没有涂覆活性物质的基体。
4.根据权利要求3中所述的方形碱性二次电池，其特征在于所述的L形结构的负极，其与电池外壳相接触的一侧和远离电池外壳的一侧的长度比例范围是0～1。
5.根据权利要求1中所述的方形碱性二次电池，其特征在于所述的负极为贮氢合金电极。
专利摘要一种方形碱性二次电池，是将正极片、负极片通过隔膜隔开并交替层叠起来构成的极片组装入电池外壳中，经注入电解液、封口而制成，其中，所述的正极片是通过其设有的正极导电端子与电池正极端相连接而引出电流的，外层的负极片是通过与电池外壳相接触而引出电流的，所述的极片组中里层的负极与电池外壳的导通是通过负极中设有的基体延伸部位经弯折后与电池外壳侧壁相接触而实现的。本实用新型方形碱性二次电池，内部电极反应均匀，具有较低的放电内阻和充电内压，具有较高的循环寿命。
文档编号H01M10/24GK2672883SQ20032012534
公开日2005年1月19日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者李维, 颜海鹏 申请人:比亚迪股份有限公司