專利名稱：二次電池、二次電池的負(fù)極板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池、二次電池的負(fù)極板及其制造方法。
背景技術(shù)：
可充電電池(也稱二次電池)在工業(yè)品、民用品方面應(yīng)用及其廣泛和普及。如無繩電話、移動電話、手提電腦、電動工具等。進(jìn)一步提高二次電池容量(固定容積內(nèi))，降低其重量。減少活性物質(zhì)的消耗是永恒的要求。為滿足這一要求，以往主要是通過提高活性物質(zhì)比容量、密度、幾何形態(tài)等方式來實(shí)現(xiàn)。這些方法無疑是常有效和充的。本發(fā)明則提供另外一種不同于上述方法的新思路來實(shí)現(xiàn)上述目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對現(xiàn)有的二次電池技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出本發(fā)明的二次電池，二次電池的極板及其制造技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案具體闡述如下本發(fā)明的二次電池，由正極、負(fù)極、隔膜紙及殼體構(gòu)成，其中電池負(fù)極尾部長度為L的那一部份極板的活性物質(zhì)附著量為該負(fù)極板其余部份活性物質(zhì)附著量的α倍。所述的L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。所述的α取值滿足0.4＜α＜0.90，較優(yōu)的是0.45＜α＜0.7.
所述的電池殼是圓形、方形、橢圓形中的任一種。還可以是這些基本形狀基礎(chǔ)上的變化。
本發(fā)明的二次電池包括鎳隔電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鋅電池。除此之外，凡極芯由正負(fù)極隔以隔膜紙卷繞而成的、極芯最外一圈為負(fù)極(有時(shí)會被部分隔膜紙蓋住其一部分)的電池，都適用本發(fā)明。
本發(fā)明提出的二次電池負(fù)極板，由兼作載體的集電體以及附著于集電體上的活性物質(zhì)構(gòu)成，這些活性物質(zhì)常常包含一些用于改善電池某些性能的輔助材料。其中，負(fù)極板尾部一端長度L的那部份活性物質(zhì)面密度(單位面積上的重量)為該極板其余部份活性物質(zhì)面密度的α倍。所述的長度L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。所述的α滿足 0.4＜α＜0.90，較優(yōu)的是0.45＜α＜0.7。所述的電池殼是圓形、方形、橢圓形中的一種。還可以是這些基本形狀基礎(chǔ)上的變化。本發(fā)明所提出的二次電池負(fù)極板中，所述二次電池包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鋅電池。除此之外，凡極芯由正負(fù)極隔以隔膜紙卷繞而成的、極芯最外一圈為負(fù)極壞有時(shí)會部份隔膜紙蓋住其一部份)的電池，都適用本發(fā)明。
本發(fā)明所提出的二次電池負(fù)極板中，當(dāng)集電體為帶狀集電體時(shí)，極板尾部一端(長度為L)的那部份極板上活性物質(zhì)在集電體兩側(cè)呈不對稱分布。其中，在電池中與正極相對的那一面上活性物質(zhì)分布量相同；在電池中面向容器壁的那一面上活性物質(zhì)分布量少于該極板的尾部(長度為L)以外部份的極板上單面活性物質(zhì)分布量。對于網(wǎng)狀集電體，極板尾部一端長度為L的那部份極板上活性物質(zhì)在極板兩側(cè)是不對稱分布，其面向正極的那一側(cè)活性物質(zhì)分布多于其面向電池容器壁的那一側(cè)活性物質(zhì)分布量。
對于網(wǎng)狀集電體，極板尾部一端長度為L的那部份極板上活性物質(zhì)在極板兩側(cè)也可以呈對稱分布。
本發(fā)明所述的帶狀集電體包括穿孔金屬帶、金屬箔、不穿孔金屬帶、穿孔毛刺金屬帶。這些集電體常見的有穿孔鍍鎳鋼帶、銅箔、穿孔毛刺鍍鎳鋼帶等。
本發(fā)明所述的網(wǎng)狀集電體包括泡沫狀集電體、切拉網(wǎng)集電體、斜拉網(wǎng)集電體。如泡沫鎳、切拉銅網(wǎng)(也稱斜拉銅網(wǎng))、斜拉不銹鋼網(wǎng)等。
本發(fā)明還提出二次電池負(fù)極板的制造方法，將活性物質(zhì)漿料(常含有一些輔肋成份)附著在兼作載體的集電體上，然后干燥，成形，必要時(shí)包括整形。其不同于以往技術(shù)的特征是，在極板成形階段，將極板尾部一端長度為L的那部份極板一面的活性物質(zhì)層去除。所述的將極板尾部一端長度為L的那部份極板在面的活性物質(zhì)層去除包括全部去除和部份去除。去除所述的活性物質(zhì)層的方法包括刮除法和鏟除法。
本發(fā)明還提出一種二次電池負(fù)極板的制造方法，將活性物質(zhì)漿料(常常含有一些輔助成份)附著在兼作載體的集片上(稱為涂漿工序)，然后干燥、成形，必要時(shí)包括整形，其特征是在涂漿工序通過將涂漿模具(也稱刮刀)一邊刀口設(shè)計(jì)成臺階形使負(fù)極尾部一端長度為L的那一部份的一面的活性物質(zhì)被部份或全部刮去。所述的極板尾部一端長度L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。
除上述兩種負(fù)極板的制造方法外，本發(fā)明還提出一種二次電池負(fù)極板的制造方法，其特征是在涂漿工序，通過將涂漿模具(也稱刮刀)兩邊刀口設(shè)計(jì)成臺階形狀，使負(fù)極板尾部一端長度為L的那一部份的兩面的活性物質(zhì)被刮去。所述的極板尾部一端長度L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將90份球形氫氧化鎳，10份氫氧化亞鈷，與20份2％CMC溶液，適量水混合均勻成正極漿料，涂在泡沫鎳集電體上，80℃烘半小時(shí)，壓延至0.6mm左右的厚度，裁成40*85mm尺寸，得到AA電池正極片。再將90份儲氫合金粉，10份鎳粉，5％PTFE，適量水混合成漿后涂覆在穿孔鍍鎳鋼帶基體上，烘干后，壓至0.3mm厚，裁切成42*120mm尺寸。然后將從一端算起長度L為40mm的那一段極片上一面的負(fù)極料刮下，即得到本發(fā)明的負(fù)極板。
將上面的正極、負(fù)極以及隔膜紙按通常的裝配方法卷繞成電池極芯。卷繞時(shí)，將負(fù)極刮過料的那一端作為尾部，卷繞后，該部分位于極芯的最外圈，且該部分被刮去料的那一面向電池殼的內(nèi)壁面。將卷繞完的極芯套入AA電池鋼殼，滾槽、注液、加密封圈封口，即得到本發(fā)明的二次電池。
實(shí)施例2負(fù)極片先切片，然后將從一端算起長度L為40mm的那一段極片上一面的負(fù)極料刮下，再壓至約0.3mm厚，其余與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3將負(fù)極裝料涂在銅斜拉網(wǎng)集電體上，干燥后切成42*120mm，將從一端算起長度L為40mm的那一段極片上一面的負(fù)極料刮去一部分，刮去的負(fù)極料重約占該段負(fù)極料重的20％左右。其余同實(shí)施例2實(shí)施例4除了將從一端算起長度L為40mm的那一段極片上兩面的負(fù)極料等量刮去一部分，刮去的負(fù)極料重約占該段負(fù)極料重的30％左右，其余同實(shí)施例3。
實(shí)施例5在負(fù)極漿料涂覆至穿孔鍍鎳鋼帶基體上時(shí)，將涂覆模具(也叫刮刀)的一邊的刀口設(shè)計(jì)成一級臺階形(即該刀口面為兩個(gè)平行面和一個(gè)垂直面構(gòu)成)，使刀口之間的縫隙有兩個(gè)不同的寬度。較小的縫隙長度為40mm，該縫隙能將鋼帶一面的漿料部分或全部刮去。烘干后切片，可得到一端(長度為40mm)的一面被部分或全部刮去負(fù)極料的負(fù)極片。其余同實(shí)施例2。
通過本發(fā)明提出的技術(shù)方案，可以有效地節(jié)省電池內(nèi)部空間，降低活性物質(zhì)用量，因而可以提高電池空量，降低電池重量及活性物質(zhì)消耗，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，由正極、負(fù)極、隔膜紙及殼體構(gòu)成，其特征是電池負(fù)極尾部長度為L的那一部份極板的活性物質(zhì)附著量為該負(fù)極板其余部份活性物質(zhì)附著量的α倍。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述的L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。
3.如權(quán)利要求1和2所述的二次電池，其特征是所述的α取值滿足0.4＜α＜0.90，較優(yōu)的是0.45＜α＜0.7。
4.如權(quán)利要求1和2所述的二次電池，其特征是所述的電池殼是圓形、方形、橢圓形中的任一種。
5.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述的電池包括鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鋅電池。
6.一種二次電池的負(fù)極板、由兼作載體的集電體以及附著于集電體上的活性物質(zhì)(包含輔助材料)構(gòu)成。其特征是所述的負(fù)極板尾部一端長度L的那部份的活性物質(zhì)面密度(單位面積上的重量)為該極板其余部份活性物面密度的α倍。
7.如權(quán)利要求6所述的二次電池負(fù)極板，其特征在于所述的長度L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。
8.如權(quán)利要求6所述的二次電池負(fù)極板，其特征是所述的α滿足0.4＜α＜0.90，較優(yōu)的是0.45＜α＜0.7。
9.如權(quán)利要求6和8所述的二次電池負(fù)極板，其特征是對于帶狀集電體，極板尾部一端長度L的那部份極板上活性物質(zhì)在集電體兩側(cè)呈不對稱分布。其中，在電池中與正極相對的那一面上活性物質(zhì)分布量與該極板的尾部(長度為L)以外部份的極板上單面活性物質(zhì)分布量相同；在電池中面向容器壁的那一面上活性物質(zhì)分布量少于該極板的尾部(長度為L)以外部份的極板上單面活性物質(zhì)分布量。
10如權(quán)利要求6和8所述的二次電池負(fù)極板，其特征是對于網(wǎng)狀集電體，極板尾部一端長度為L的那部份極板上活性物質(zhì)在極板兩側(cè)是不對稱分布，其面向正極的那一側(cè)活性物質(zhì)分布量多于其面向電池容器壁的那一側(cè)活性物質(zhì)分布量。
11如權(quán)利要求6和8所述的二次電池負(fù)極板，其特征是對于網(wǎng)狀集電體，極板尾部一端長度為L的那部份極板上活性物質(zhì)在極板兩側(cè)呈對稱分布。
12如權(quán)利要求6和10所述的二次電池負(fù)極板，其特征是所述的網(wǎng)狀集電體包括泡沫狀集電體、切拉網(wǎng)集電體、斜拉網(wǎng)集電體。
13一種二次電池負(fù)極板的制造方法，將活性物質(zhì)漿料(常含有一些輔助成份)附著在兼作載體的集電體上，然后干燥，成形，必要時(shí)包括整形。其特征是，在極板成形階段，將極板尾部一端長度為L的那部份極板一面的活性物質(zhì)層去除。所述的極板尾部一端長度L取值為電池殼周長的10％～120％，較佳的是85％～95％。
全文摘要
本發(fā)明涉及二次電池、二次電池負(fù)極板及其制造方法。使二次電池負(fù)極板一定長度(該長度為電池殼內(nèi)壁周長的10％－120％)的負(fù)極板上負(fù)極料面密度為該負(fù)極板其余部分面密度的40％－90％，可提高電池容量，降低材料消耗，減輕電池重量。
文檔編號H01M10/04GK1543004SQ0312505
公開日2004年11月3日 申請日期2003年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月4日
發(fā)明者柯國平, 王勝亞 申請人:柯國平, 王勝亞