专利名称：镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电池技术领域，具体地说，是一种镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池及其制造方法。
背景技术：
现有镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱系列碱性电池的电池极组外包塑料胶带与外壳绝缘隔离，负极端是通过负极极耳焊接到与壳底点焊连接的铜垫片上实现电连接的，这种结构的缺陷是，电池极组外包塑料胶带限制了电池容量的提高，负极极耳焊接到与壳底点焊连接的铜垫片上因电连接面积较小，且加工工艺繁杂，不仅影响倍率放电性能，而且生产效率低下；还有的电池极组外包铜箔，该铜箔点焊到负极片尾部，极组负极与点焊到 外壳底部的集流盘点焊连接，由于铜箔与负极尾部的点焊效率低下，负极集流盘与负极片以及与壳底点焊工艺繁杂，使电池加工成本提高；这两种结构生产效率都很低，加工成本较高，不利于产品批量生产和销售。为此，有必要改进电池结构设计，尤其是负极片的设计，以便提高电池容量，倍率放电性能和生产效率，以利产品的市场开拓。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，对现有技术进行进一步的实质性改进和创新，在与现有技术电池容积相等的情况下，提供一种电容量大，倍率放电性能好，性能价格比高，使用寿命长，的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池；并提供工艺性好，生产效率高，生产成本低的上述电池的制造方法。解决其技术问题所采用的技术方案之一是，一种镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池，它包括镀镍外壳、镀镍盖帽，在镀镍外壳内设有由负极片，隔膜和带极耳正极片卷绕成的极组，极组的带极耳正极片的正极极耳与镀镍盖帽连接，其特征是所述极组的负极片的结构是，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体，在负极集流体多孔位置的表面上设有负极物质，负极集流体尾部设有光边，负极片的负极集流体尾部光边与镀镍外壳内壁紧密接触，极组的负极片底端与置于镀镍外壳底部的塑料垫片相接触；所述的隔膜为复合膜。解决其技术问题所采用的技术方案之二是，一种镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池的制造方法，包括带极耳正极片的制造、负极片的制造、极组卷绕和电池装配步骤，
O带极耳正极片的制造正极片采用泡沫镍作为集流体，在正极片的泡沫镍上清除其涂敷的正极物质而形成正极片沟槽，在正极片沟槽内置的正极极耳与泡沫镍点焊焊接5-8个焊点构成带极耳正极片，正极极耳为软态镍带或软态镀镍钢带，厚度O. 1-0. 2mm,宽度
2.5-6mm,在正极片沟槽所在位置的正极极耳外表面和另一面粘贴耐碱胶带，耐碱胶带的厚度为O. 06-0. 08mm，或泡沫镍集流体的正极片在拉浆前，在泡沫镍上压筋并在拉浆、烘干和切片后，吹除压筋表面上残留的正极物质，在正极片的压筋所在位置的正极极耳外表面和另一面粘贴耐碱胶带，耐碱胶带的厚度为O. 06-0. 08mm,其特征是，
2)负极片的制造将厚度O.06-0. Imm的紫铜带，或者黄铜带，或者锌带按规定尺寸一边冲孔，孔的直径为I. Omm,横向孔间距为I. 30-1. 40mm,纵向孔间距为O. 65-0. 70mm,最外两排纵向孔间距为负极片的负极物质部分的长度减去2. 5-3. 0mm，另一边未冲孔部分作为负极片的尾部光边，尾部光边宽度比镀镍外壳内壁的长度大4-5mm ;将冲孔后的紫铜带，或者黄铜带表面镀锡，镀锡层厚度为I. 5μπι，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体，用负极物质在负极集流体上进行拉浆料，同时刮去负极集流体尾部光边上的负极物质浆料，在温度150°C _160°C烘干，拉浆带速度为O. 5-1. 5 m/min，之后，用碾压机碾压制成规定厚度的负极带，之后按工艺规定的负极片宽度分切成负极片；
3)极组卷绕将带极耳正极片、隔膜和负极片卷绕成极组，隔膜在负极片与带极耳正极片之间，隔膜为复合膜，由一层亲水处理的，厚度为O. 04-0. 06mm的PP微孔膜和一层厚度
O.08-0. 12mm的吸液膜，用浓度O. 01-0. 05%的HEC，或聚氧乙烯溶液作粘合剂复合，加热和干燥而成，卷绕极组时，复合膜中的微孔膜一面靠近负极片，带极耳正极片和负极片之宽向两边对齐，隔膜高出极组带极耳正极片和负极片上、下各I. 0-2. 0mm，极组外圈为负极片的尾部光边；
4)电池装配将厚度O.09-0. 15mm，直径比镀镍外壳内径小O. 1-0. 2mm的塑料垫片放入镀镍层厚度为3-5 μ m镀镍外壳的底部，将带有绝缘垫片的镀镍外壳对着极组负极端，并将极组旋入镀镍外壳的底部，将正极极耳穿过绝缘垫片并折向绝缘垫片，绝缘垫片置于极组上，压极组至规定深度并滚槽，拨正正极极耳后，每个正极极耳与镀镍盖帽点焊焊接2-4个焊点，注入电解液，搁置，压镀镍盖帽和封口，使镀镍外壳的上端通过密封圈与镀镍盖帽绝缘密封固定连接，制成镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池。本发明的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池及其制造方法，由于采用以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体，在负极集流体多孔位置的表面上设有负极物质，负极集流体尾部设有光边构成的负极片，负极片的负极集流体尾部光边与镀镍外壳内壁紧密接触，极组的负极端与置于镀镍外壳底部的塑料垫片相接触的 结构，用本发明的负极集流体负极片装配电池时，不仅省去了现有电池负极集流盘，还免除了负极刷粉，负极片点焊极耳，极耳点焊集流盘，集流盘点焊壳底等生产工序，从而大大提高了电池的生产效率，降低了生产成本，另外，与负极片的紫铜极耳点焊到和壳底焊接的紫铜垫片上相比，尾部光边与外壳内壁的接触面积是它的十倍以上，这对倍率放电性能的提高和寿命的延长是更加有利的；若采用黄铜带，或者锌带作负极集流体的原料时，这种黄铜带中的锌和锌带中的锌能作为负极活性物质的储备物，因而有利于电池寿命的延长；极组的卷绕是由这种负极片，正极片，及其中间的复合膜完成的，使卷绕和装配操作效率提高十倍以上，且卷绕极组质量也明显改善，该极组下端通过塑料垫片与外壳底部绝缘，绝缘性能可靠。进一步的优点体现在
I.采用新型负极集流体，使负极片本身带有尾部光边，省去了点焊效率低下的负极片尾部与铜带的焊接工步，同时，负极无需刷粉制成光边和焊接极耳，大大提高了负极片生产效率，尤其是采用黄铜带和锌带作集流体原料时，集流体成本能大大降低，有利于产品市场开拓；再者，由于免去负极光边，负极片的高度可以增加，即可以增加负极物质量，有利于寿命延长，同时,正极片的高度也可相应的增加，即增加了电池的容量；
2.采用黄铜带或者锌带作负极集流体原料时，由于黄铜带或者锌带中的锌可以作为负极活性物质的储备物，有利于电池寿命的延长；
3.卷绕工序由于采用复合膜，隔膜由一层亲水微孔膜和一层吸液膜改为一层复合膜，使卷绕操作更为简便，极组卷绕质量更能得到保证，同时，卷绕极组直接旋入外壳底部，外壳底部以价格低廉的塑料垫片取代价格较贵的紫铜垫片，或者取代结构更加复杂，价格更高的负极集流盘，电池成本得到降低，同时极组卷绕和电池装配的生产效率可以提高十倍以上，大大减少了加工工时费用；
4.用极组外部缠绕胶带和极组负极片之极耳点焊到与壳底焊接的紫铜垫片上代之以负极尾部光边包裹极组并与外壳内壁接触，这使负极电流输出面积增加十倍以上，有利于 倍率放电性能的提高；
5.与现有技术相比，在电池容积相等的情况下，本发明的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池电容量更大，倍率放电性能更好，性能价格比更高，使用寿命更长；
6.工艺性好,生产效率高,生产成本低；
7.可用本发明的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池制造方法制造各尺寸系列，即M型，F型，D型，C型，SC型，A型，AA型，AAA型和AAAA等型号的电池，以及这些尺寸系列不同容量的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池。
图I为外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池半剖示意 图2为负极片9结构意 图3为负极集流体12结构意 图4为带极耳正极片6结构示意 图5为图4中A-A剖面 图6为正极片14结构示意图。图中1镀镍盖帽，2正极极耳，3密封圈，4绝缘垫片，5镀镍外壳，6带极耳正极片，7隔膜，8尾部光边，9负极片，10塑料垫片，11负极物质，12负极集流体，13多孔位置的表面，14正极片，15耐碱胶带，16泡沫镍，17正极物质，18正极片沟槽或压筋。
具体实施例方式下面利用附图和实施例对本发明作进一步说明。参照图1，本发明的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池包括镀镍外壳5，镀镍外壳5的上端通过密封圈3与镀镍盖帽I绝缘密封固定连接。在镀镍外壳5内设置由负极片9，隔膜7和带极耳正极片6卷绕成的极组，隔膜7置于负极片9与带极耳正极片6之间，极组外圈为负极片9的尾部光边8，尾部光边8与镀镍外壳5内壁紧密接触，极组上端放置绝缘垫片4并且每个正极极耳2穿过绝缘垫片4与镀镍盖帽I焊接，极组的负极端与置于镀镍外壳5底部的塑料垫片10相接触，所述的镀镍外壳5为钢质镀镍外壳。参照图I-图3，所述极组的负极片9的结构是，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体12，在负极集流体12多孔位置的表面13上设有负极物质11，负极集流体12尾部设有光边8，负极片9的负极集流体12尾部光边8与镀镍外壳5内壁紧密接触，负极集流体12多孔位置的表面13的多孔是按规定尺寸冲制的孔，孔的直径为I. Omm,横向孔间距为I. 30-1. 40mm,纵向孔间距为O. 65-0. 70mm,最外两排纵向孔间距为负极片9中负极物质11部分的长度减去2. 5-3. Omm,尾部光边8的长度比镀镍外壳5内壁的长度大4-5mm,以便使极组外圈负极片9上的负极物质11完全被负极片9的尾部光边8包裹，负极集流体12采用紫铜带，或者黄铜带作原料时，冲孔后表面镀锡，镀锡层厚度为I. 5μπι。所述负极片9的负极集流体12，在其尾部光边8以外部分上涂敷负极物质11的浆料，同时刮去尾部光边8上的负极物质浆料，在温度150°C _160°C烘干，拉浆带速度为O. 5-1. 5 m/min，之后，用碾压机碾压制成规定厚度的负极带，之后按工艺规定的负极片9的宽度分切成带尾部光边8的负极片9。
负极片9上涂敷的负极物质11中的负极活性物质主要组分是由重量百分含量为10-20%锌酸钙粉，57-47%氧化锌粉和25%锌粉组成。参照图I、图4一图6，所述带极耳正极片6包括正极片14，正极极耳2和耐碱胶带15组成，正极片14由泡沫镍16填充的正极物质17构成，所述带极耳正极片6的结构是，包括在泡沫镍16上清除填充的正极物质17形成的正极片沟槽或压筋18，在正极片沟槽或压筋18内置的正极极耳2与泡沫镍16焊接，在正极片沟槽18所在位置的正极极耳2外表面和另一面粘贴耐碱胶带15，每个正极极耳2穿过绝缘垫片4与镀镍盖帽I焊接。本发明的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池的制造方法包括以下步骤
1)带极耳正极片6的制造正极片14采用泡沫镍16作为集流体，在正极片14的泡沫镍16上清除其涂敷的正极物质17而形成正极片沟槽18，在正极片沟槽18内置的正极极耳2与泡沫镍16点焊焊接5-8个焊点构成带极耳正极片6，正极极耳2为软态纯镍带或软态镀镍钢带，厚度O. 1-0. 2mm,宽度2. 5_6mm，在正极片沟槽18所在位置的正极极耳2外表面和另一面粘贴耐碱胶带15，耐碱胶带15的厚度为O. 06-0. 08mm,或泡沫镍16集流体的正极片14在拉浆前，在泡沫镍16上压筋18并在拉浆、烘干和切片后，吹除压筋表面上残留的正极物质17，在正极片14的压筋18所在位置的正极极耳2外表面和另一面粘贴耐碱胶带15，耐碱胶带15的厚度为O. 06-0. 08mm ；
2)将负极物质11中的负极活性物质重量百分含量为10-20%锌酸钙粉，57-47%氧化锌粉和25%锌粉以及适量的添加剂和粘合剂搅拌混合制成负极物质11的浆料；将厚度
O.06-0. Imm的紫铜带,或者黄铜带,或者锌带按规定尺寸一边冲孔,孔的直径为I. Omm,横向孔间距为I. 30-1. 40mm，纵向孔间距为O. 65-0. 70mm，最外两排纵向孔间距为负极片9的负极物质11部分的长度减去2. 5-3. Omm,另一边未冲孔部分作为负极片9的尾部光边8，尾部光边8宽度比镀镍外壳5内壁的长度大4-5mm ;将冲孔后的紫铜带，或者黄铜带表面镀锡，镀锡层厚度为I. 5μπι，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体12，用负极物质11的浆料在负极集流体12上进行拉浆，同时刮去负极集流体12尾部光边8上的负极物质11浆料，在温度150°C _160°C烘干，拉浆带速度为O. 5-1. 5 m/min，之后，用碾压机碾压制成规定厚度的负极带，之后按工艺规定的负极片宽度分切成负极片9 ；
3)极组卷绕将带极耳正极片6、隔膜7和负极片9卷绕成极组，隔膜7在负极片9与带极耳正极片6之间，隔膜7为复合膜，由一层亲水处理的，厚度为O. 04-0. 06mm的PP微孔膜和一层厚度O. 08-0. 12mm的吸液膜，用浓度O. 01-0. 05%的HEC，或聚氧乙烯溶液作粘合剂复合，加热和干燥而成，卷绕极组时，复合膜中的微孔膜一面靠近负极片，带极耳正极片6和负极片9之宽向两边对齐，隔膜7高出极组带极耳正极片6和负极片9上、下各I. 0-2. Omm,极组外圈为负极片9的尾部光边8 ；
4)电池装配将厚度O. 09-0. 15mm，直径比镀镍外壳5内径小O. 1-0. 2mm的塑料垫片10放入镀镍层厚度为3-5 μ m镀镍外壳5的底部，将带有绝缘垫片10的镀镍外壳5对着极组负极端，并将极组旋入镀镍外壳5的底部，将正极极耳2穿过绝缘垫片4并折向绝缘垫片4，绝缘垫片4置于极组上，压极组至规定深度并滚槽，拨正正极极耳2后，每个正极极耳2与镀镍盖帽I点焊焊接2-4个焊点，注入电解液，搁置，压镀镍盖帽I和封口，使镀镍外壳5的上端通过密封圈3与镀镍盖帽I绝缘密封固定连接，制成镀镍外壳5为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池。用本发明制造方法制造的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性系列电池，经过检测满足GB/T 22084. 1-2008含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组国家标准规定，经过8个月的试用效果良好，实现了本发明目的和达到了所述的技术效果。本发明的具体实施例并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动所进行的复制和改进应属于本发明权利要求保护的范围。
权利要求
1.一种镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池，它包括镀镍外壳、镀镍盖帽，在镀镍外壳内设有由负极片，隔膜和带极耳正极片卷绕组成的极组，极组的带极耳正极片的正极极耳与镀镍盖帽连接，其特征是所述极组的负极片的结构是，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体，在负极集流体多孔位置的表面上设有负极物质，负极集流体尾部设有光边，负极片的负极集流体尾部光边与镀镍外壳内壁紧密接触，极组的负极片底端与置于镀镍外壳底部的塑料垫片相接触。
2.根据权利要求I所述的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池，其特征是所述的隔膜为复合膜。
3.根据权利要求I所述的镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池的制造方法，包括带极耳正极片的制造、负极片的制造、极组卷绕和电池装配步骤， 1)带极耳正极片的制造正极片采用泡沫镍作为集流体，在正极片的泡沫镍上清除其涂敷的正极物质而形成正极片沟槽，在正极片沟槽内置的正极极耳与泡沫镍点焊焊接5-8个焊点构成带极耳正极片，正极极耳为软态纯镍带或软态镀镍钢带，厚度O. 1-0. 2mm,宽度.2.5-6mm,在正极片沟槽所在位置的正极极耳外表面和另一面粘贴耐碱胶带，耐碱胶带的厚度为O. 06-0. 08mm，或泡沫镍集流体的正极片在拉浆前，在泡沫镍上压筋并在拉浆、烘干和切片后，吹除压筋表面上残留的正极物质，在正极片的压筋所在位置的正极极耳外表面和另一面粘贴耐碱胶带，耐碱胶带的厚度为O. 06-0. 08mm ； 2)负极片的制造将厚度O.06-0. Imm的紫铜带，或者黄铜带，或者锌带按规定尺寸一边冲孔，孔的直径为I. Omm,横向孔间距为I. 30-1. 40mm,纵向孔间距为O. 65-0. 70mm,最外两排纵向孔间距为负极片的负极物质部分的长度减去2. 5-3. 0mm，另一边未冲孔作为负极片尾部光边，尾部光边宽度比镀镍外壳内壁的长度大4-5mm;将冲孔后的紫铜带，或者黄铜带表面镀锡，镀锡层厚度为I. 5μπι，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体，用负极物质浆料在负极集流体上进行拉浆，同时刮去负极集流体尾部光边上的负极物质浆料，在温度150°C _160°C烘干，拉浆带速度为O. 5-1. 5 m/min，之后，用碾压机碾压制成规定厚度的负极带，之后按工艺规定的负极片宽度分切成负极片； 3)极组卷绕将带极耳正极片、隔膜和负极片卷绕成极组，隔膜在负极片与带极耳正极片之间，隔膜为复合膜，由一层亲水处理的，厚度为O. 04-0. 06mm的PP微孔膜和一层厚度O.08-0. 12mm的吸液膜，用浓度O. 01-0. 05%的HEC，或聚氧乙烯溶液作粘合剂复合，加热和干燥而成，卷绕极组时，复合膜中的微孔膜一面靠近负极片，带极耳正极片和负极片之宽向两边对齐，隔膜高出极组带极耳正极片和负极片上、下各I. 0-2. 0mm，极组外圈为负极片的尾部光边； 4)电池装配将厚度O.09-0. 15mm，直径比镀镍外壳内径小O. 1-0. 2mm的塑料垫片放入镀镍层厚度为3-5 μ m镀镍外壳的底部，将带有绝缘垫片的镀镍外壳对着极组负极端，并将极组旋入镀镍外壳的底部，将正极极耳穿过绝缘垫片并折向绝缘垫片，绝缘垫片置于极组上，压极组至规定深度并滚槽，拨正正极极耳后，每个正极极耳与镀镍盖帽点焊焊接2-4个焊点，注入电解液，搁置，压镀镍盖帽和封口，使镀镍外壳的上端通过密封圈与镀镍盖帽绝缘密封固定连接，制成镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池。
全文摘要
本发明是一种镀镍外壳为负极的锌镍二次密封圆柱碱性电池，包括镀镍外壳、镀镍盖帽，在镀镍外壳内设有由负极片，隔膜和带极耳正极片卷绕组成的极组，极组的带极耳正极片的正极极耳与镀镍盖帽连接，其特点是所述极组的负极片的结构是，以表面镀锡的紫铜带或表面镀锡的黄铜带或锌带作为负极集流体，在负极集流体多孔位置的表面上设有负极物质，负极集流体尾部设有光边，负极片的负极集流体尾部光边与镀镍外壳内壁紧密接触，极组的负极片底端与置于镀镍外壳底部的塑料垫片相接触。具有电容量大，倍率放电性能好，性能价格比高，使用寿命长等优点，且制造工艺性好，生产效率高，生产成本低。
文档编号H01M2/16GK102832394SQ201210340470
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者马如骏, 边树华, 吴登高, 翟灿 申请人:吉林卓尔科技股份有限公司