镍氢二次电池的制作方法_2

文档序号:9710169阅读:来源:国知局
负极片1 的右端作为卷绕始端,负极片1的左端作为卷绕末端,且第一负极片11与第二隔膜接触的 情况下,优选第一负极片11的右端与第二负极片12的右端之间的距离为大于0且小于等 于卷芯的周长,第一负极片11的左端与第二负极片12的左端之间的距离为大于0且小于 等于电池壳的内周长。
[0033] 进而,为了充分地提高负极活性物质的利用率,更优选的是,在所述电极组的卷绕 始端侧,所述第一负极片的端部与所述第二负极片的端部之间的距离为所述卷芯的周长, 在所述电极组的卷绕末端侧,所述第一负极片的端部与所述第二负极片的端部之间的距离 为所述电池壳的内周长。
[0034] 此外,本发明中,由于第一负极片11的端部与第二负极片12的端部之间的距离可 以在一定范围内变动,因此,本发明的第一负极片11和第二负极片12的长度也可以在一定 范围内进行选择,不需要像现有技术那样将负极片的长度局限在某一长度,因而,对于现有 技术中一些不符合规定长度的负极片,在本发明中也能被有效地利用,大大减少了负极片 的废品率。
[0035] 本发明中,上述第一负极片包含第一负极集电体和形成在上述第一负极集电体的 两面上的第一负极材料层,上述第一负极材料层包含第一负极活性物质和粘合剂,上述第 二负极片包含第二负极集电体和形成在上述第二负极集电体的两面上的第二负极材料层, 上述第二负极材料层包含第二负极活性物质和粘合剂。
[0036] 关于第一负极片和第二负极片中所具有的负极材料层的构成以及负极材料层中 的负极活性物质的含量,本领域技术人员可以根据镍氢二次电池的正极片中的正极活性物 质的量来适当选择,没有特别地限定。
[0037] 另外,第一负极片及第二负极片的厚度和容量充填密度优选按照下述方法来设 定。
[0038] 在将现有技术中的采用单负极片的镍氢二次电池改为本发明这样的采用双负极 片的镍氢二次电池时,将现有技术中的所述镍氢二次电池的所述单负极片长度设为c,厚度 设为H 1,容量充填密度设为Q1 ;将本发明中的第一负极片和第二负极片的厚度均设为H2,容 量充填密度均设为Q2 ;将卷芯外周长设为a(a = π D1, D1为卷芯直径),将电池壳内周长设 为b(b= JiD2, D2为电池壳内径);所述第一负极片和所述第二负极片的宽度均与所述单负 极片的宽度相等,所述单负极片、所述第一负极片和所述第二负极片均采用相同的集电体。
[0039] 此时,优选使所述第一负极片和所述第二负极片的极板厚度满足下述式1,从而使 本发明的采用双负极片的镍氢二次电池的负极总体积与现有技术中的采用单负极片的镍 氢二次电池的负极总体积相等。
[0040] CH1 = (2c - a - b) H2 式 I
[0041] 另外,优选使上述第一负极片和上述第二负极片的容量充填密度满足下述式2,从 而使本发明的采用双负极片的镍氢二次电池的负极总充填能量与现有技术中的采用单负 极片的镍氢二次电池的负极填充能量相等。
[0042] H1Q1 = 2H2Q2 式 2
[0043] 本发明中,第一负极活性物质和第二负极活性物质的种类可以根据需要进行选 择,作为优选的例子。上述第一负极活性物质与上述第二负极活性物质均可选用AB 5合金、 AB3合金等储氢合金中的任一种,并且可以进行合金元素组分或处理条件的适当调整;另 外,上述第一负极活性物质与上述第二负极活性物质可以相同也可以不同。为了提高镍氢 二次电池的性能,优选第一负极活性物质与第二负极活性物质的种类不同。
[0044] 本发明的负极片通过将两个负极片层叠而构成,由此能够将包含不同的负极活性 物质的负极片并用,能进一步提高电池的性能。而且,由于可以将任意的负极片进行组合使 用,因此,即便是在负极片的制作过程中出现的质量偏轻或偏重的不合格的负极片,也能在 本发明的电极组中得到有效利用,从而能有效减少镍氢电池制作过程中的负极片材料的浪 费。
[0045] 此外,上述粘合剂可以是在镍氢二次电池的负极片中使用的任意的粘合剂,没有 特别限定。例如,可以使用热塑性树脂、热固性树脂中的任一种。作为热塑性树脂,例如可 以列举出丁苯橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 等。粘合剂的含量可以根据需要进行选择,没有特别限定。
[0046] 本发明的上述第一负极材料层和第二负极材料层中,除了负极活性物质和粘合剂 之外,还可以含有导电剂、增稠剂等在镍氢二次电池中常用的添加剂。
[0047] 上述导电剂例如可以是石墨、炭黑、导电性纤维等,其含量没有特别限定,可以根 据需要进行选择。
[0048] 上述增稠剂例如可以是羧甲基纤维素或其改性体、聚乙烯醇、甲基纤维素、聚环氧 乙烷等,其含量没有特别限定,可以根据需要进行选择。
[0049] 另外,上述第一负极集电体和第二负极集电体可以是镍氢电池中使用的各种集电 体。例如,可使用铜网、冲孔镀镍钢带等。
[0050] 上述第一负极材料层和第二负极材料层可以通过将含有负极活性物质、粘合剂、 根据需要使用的导电剂和增稠剂、以及溶剂的膏糊涂布到负极集电体上并干燥而形成。
[0051] 本发明的镍氢二次电池中,除了负极片之外,电池的其他部件可以与现有技术中 的镍氢二次电池所采用的部件相同。
[0052] 本发明中所使用的正极片没有特别限定,可以使用现有技术中在镍氢电池中使用 的各种正极片。
[0053] 另外,本发明的电极组中,上述第一隔膜和第二隔膜可以是镍氢电池中使用的各 种隔膜,例如可以是聚丙烯等聚烯烃制的无纺布。
[0054] 作为本发明的电极组的优选实施方式,如图2所示,首先将正极片2、第一隔膜3、 第二负极片12、第一负极片11、及第二隔膜4按照该顺序依次层叠而形成层叠片,所述第二 负极片12的长度方向的两端位于所述第一负极片11的长度方向的两端之内,以该层叠片 的一端(即图2所示的层叠片的左端)作为电极组的卷绕始端,在该卷绕始端侧,所述第二 负极片12的端部与所述第一负极片11的端部之间的距离为大于0且小于等于卷芯的外周 长,在该层叠片的另一端侧即卷绕末端侧,第二负极片12的端部与所述第一负极片11的端 部之间的距离为大于0且小于等于电池壳的内周长。进而,像如图3所示那样,将图2所示 的层叠片卷绕到卷芯(图中卷芯未示出)上而制成卷绕式电极组。在采用了该电极组的 镍氢二次电池中,与卷芯的外周面相对的负极片的至少一部分仅由第一负极片11构成,并 且,与电池壳的内壁面相对的负极片的至少一部分仅由第一负极片11构成。
[0055] 下面通过实施例对本发明作更详细地说明。
[0056] 实施例
[0057] 实施例1
[0058] 1、负极片的制作
[0059] 在第一负极集电体(冲孔镀镍钢带)的两面形成第一负极材料层(其中,负极活 性物质为(LaCe)1Niu4Coa45(MnAl)aJ,其长度、宽度、厚度及容量密度示于下表1中。与第 一负极片同样地制作了第二负极片,其长度、宽度、厚度及容量密度示于下表1中。
[0062] 2、正极片的制作
[0063] 制作以氢氧化镍为正极活性物质的正极片(长、宽、厚分别为:75. 0mm、43. 7mm、 0. 85mm),正极设计容量为2000mAh。
[0064] 3、电极组的制作
[0065] 像图2所示的方式那样,将上述正极片、第一隔膜(磺化的聚丙烯无纺布,长X宽 为130mmX43. 7mm)、上述第二负极片、上述第一负极片、第二隔膜(磺化的聚丙烯无纺布, 长X宽为114mmX43. 7mm)按照该顺序依次层叠而制成层叠片,将该层叠片卷绕到卷芯上, 从而制作了电极组。其中,在电极组的卷绕始端侧,第一负极片的端部与第二负极片的端部 之间的距离与卷芯的外周长相等;在电极组的卷绕末端侧,第一负极片的端部与第二负极 片的端部之间的距离与电池壳的内周长相等。
[0066] 4、镍氢二次电池的制作
[0067] 将上述电极组插入到钢壳中,注入电解液(Κ0Η与NaOH的混合溶液),再进行封 口,最终制成标准AA型镍氢二次电池 A1,总高为51. 05mm、外径为14. 10mm、标准容量为 2000mAh〇
[0068] 实施例2
[0069] 与实施例1同样地制作镍氢二次电池,不同的是,
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