專利名稱：動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力型鋅鎳蓄電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的動力型圓柱密封鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池以及本發(fā)明所涉及的鋅鎳堿性蓄電池，為了加大負(fù)極吸氣面積，降低內(nèi)壓，方便密封的目的，通常鎘負(fù)極、氫負(fù)極和鋅負(fù)極比鎳正極長20-25％，采取負(fù)極包住正極的辦法。由于負(fù)極比正極長，電池外殼就必然與負(fù)極相接觸，電池外殼成負(fù)極，蓋子成正極。對于鎘鎳電池和氫鎳電池來說，鎘負(fù)極和氫負(fù)極接觸金屬外殼，沒有任何副作用，相反會帶來更多的方便，不需要采取任何措施。而對于動力型圓柱密封鋅鎳蓄電池來說，鋅負(fù)極絕對不能和金屬外殼相接觸，如果接觸，鋅負(fù)極和金屬外殼形成微電池會使電池失效。
動力型圓柱密封鋅鎳蓄電池，為了不讓鋅負(fù)極直接與金屬外殼接觸，形成微電池而使鋅溶解產(chǎn)生氫氣。現(xiàn)有技術(shù)采用的方法是將電池金屬外殼設(shè)計為正極，電池蓋帽設(shè)計為負(fù)極，同時在金屬外殼內(nèi)壁加一層絕緣層，將金屬外殼和鋅負(fù)極隔開。專利號ZL03267813·4就是采用此種結(jié)構(gòu)，在鋅負(fù)極最外圈的外面包一層絕緣塑料來隔開鋅負(fù)極和鋼殼，避免其相接觸。負(fù)極集流盤焊在蓋子上，蓋子為負(fù)極，金屬外殼為正極。這種結(jié)構(gòu)存在兩個問題因一般常用的鎘鎳電池、氫鎳電池以及鋅錳干電池往往是蓋子為正極，殼子為負(fù)極。用戶對這些電池正負(fù)極的安排已經(jīng)習(xí)以為常，如果鋅鎳電池采取蓋子為負(fù)極，殼子為正極的結(jié)構(gòu)，不符合一般電池的正負(fù)極的安排，用戶使用起來會很不習(xí)慣，容易出錯。
鎳正極和金屬外殼的接觸完全依靠正極端子的點(diǎn)焊，如果點(diǎn)底工序出現(xiàn)焊接不牢，對于動力型電源來說就是致命的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在不影響電池容量和大電流放電的前提下，將其金屬外殼設(shè)計為負(fù)極，蓋子設(shè)計為正極，符合一般電池的正負(fù)極安排，給用戶帶來方便，不容易出錯。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，包括圓柱形金屬外殼，金屬外殼內(nèi)裝有極組和電解液，極組由長條形的鎳正極、隔膜、鋅負(fù)極卷繞構(gòu)成，鋅負(fù)極位于外側(cè)，鎳正極位于內(nèi)側(cè)，隔膜位于鋅負(fù)極與鎳正極之間，金屬外殼的頂部開口處裝有防爆蓋，其特征在于鋅負(fù)極的尾部焊接有一條銅箔，該銅箔的長度和所述金屬外殼的內(nèi)徑周長相等，極組裝配后，該銅箔將鋅負(fù)極的最外圈完全包裹，該銅箔的內(nèi)壁與鋅負(fù)極的最外圈接觸，該銅箔的外壁與金屬外殼接觸，所述極組的上方安裝有正極集流盤，所述鎳正極由正極導(dǎo)電基體和正極活性物質(zhì)組成，正極活性物質(zhì)附著在正極導(dǎo)電基體的兩側(cè)面上，所述正極導(dǎo)電基體的上端與正極集流盤焊接固定；所述正極集流盤與防爆蓋的底盤焊接固定；所述極組的下方安裝有負(fù)極集流盤，所述鋅負(fù)極由負(fù)極導(dǎo)電基體和負(fù)極活性物質(zhì)組成，負(fù)極活性物質(zhì)附著在負(fù)極導(dǎo)電基體的兩側(cè)面上，所述負(fù)極導(dǎo)電基體的下端與負(fù)極集流盤焊接固定，所述負(fù)極集流盤與金屬外殼的底部焊接固定。
本發(fā)明有以下積極有益的效果本發(fā)明的電池是在鋅負(fù)極尾部加一條比鋅負(fù)極寬1毫米至1.5毫米，長度和金屬外殼內(nèi)徑周長相等的銅箔。銅箔采用純銅，在極組卷繞裝配時，鋅負(fù)極外圈緊靠銅箔而銅箔和金屬外殼接觸，鋅負(fù)極和金屬外殼不能形成微電池。較好的解決了鋅負(fù)極不直接接觸殼子的問題，同時金屬外殼又變成了負(fù)極，蓋子變成了正極，符合一般電池的正負(fù)極安排，給用戶帶來方便，不容易出錯。
本發(fā)明的電池將鋅負(fù)極的下端面與一個鍍錫的負(fù)極集流盤焊接固定，負(fù)極集流盤再和金屬外殼底部焊接固定，鎳正極上端與一個鍍鎳的正極集流盤焊接固定，正極集流盤的連接板再和防爆蓋的底盤焊接固定，提高了焊接的可靠性，銅箔和金屬外殼接觸又和鋅負(fù)極接觸，提高了動力型電池的可靠性。
本發(fā)明改變了傳統(tǒng)動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池的設(shè)計思路。大膽的將鋅負(fù)極和金屬外殼的隔離物由絕緣材料改成鍍錫的厚度為0.03毫米至0.06毫米的銅箔，增加了鋅負(fù)極和金屬外殼的導(dǎo)電性；大膽的將正負(fù)極的匯流帶改成集流盤，由單一的點(diǎn)焊改成多處點(diǎn)焊，增加了正、負(fù)極與集流盤的接觸面積，所以提高了大電流放電性能和電池的可靠性，有效地利用了電池空間，為提高電池容量創(chuàng)造了條件。
圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A半剖視圖；圖3是圖1中防爆蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1中絕緣密封圈的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5是圖1中絕緣隔斷圈的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖6是本發(fā)明正極集流盤一實(shí)施例的主視圖；圖7是圖6中沿B-B剖視圖；圖8是圖6中沿C-C剖視圖；圖9是本發(fā)明負(fù)極集流盤一實(shí)施例的主視圖；圖10是圖9中沿D-D剖視圖；圖11是圖9中沿E-E剖視圖；圖12是本發(fā)明鎳正極的主視圖；圖13是圖12的側(cè)視圖；圖14是本發(fā)明鋅負(fù)極的主視圖；圖15是圖14的側(cè)視圖；圖16是本發(fā)明極組的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
附圖編號1絕緣隔斷圈 2金屬外殼 3銅箔4負(fù)極活性物質(zhì)5負(fù)極導(dǎo)電基體501負(fù)極導(dǎo)電基體與銅箔焊接處6隔膜7正極活性物質(zhì) 8正極導(dǎo)電基體9焊點(diǎn)((負(fù)極導(dǎo)電基體與負(fù)極集流盤焊點(diǎn))10負(fù)極集流盤 101圓孔102突點(diǎn)11焊點(diǎn)(正極導(dǎo)電基體與正極集流盤的焊點(diǎn))12正極集流盤 121圓孔122連接板123突點(diǎn)13防爆蓋 131小帽132透氣孔133小孔 134底盤135防爆球14絕緣密封圈 15鋅負(fù)極 16鎳正極請參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11，本發(fā)明是一種動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，包括圓柱形金屬外殼2，金屬外殼2內(nèi)裝有極組和電解液，電解液為氫氧化鉀。
極組為圓筒形狀，極組由長條形的燒結(jié)鎳正極16、隔膜6、鋅負(fù)極15卷繞構(gòu)成，鋅負(fù)極15位于外側(cè)，鎳正極16位于內(nèi)側(cè)，隔膜6位于鋅負(fù)極15與鎳正極16之間。
金屬外殼2的頂部開口處安裝有防爆蓋13，鋅負(fù)極15的尾部焊接有一條銅箔3，該銅箔3的長度和金屬外殼2內(nèi)徑周長相等，極組裝配后，該銅箔3將鋅負(fù)極15的最外圈完全包裹，該銅箔3的內(nèi)壁與鋅負(fù)極的最外圈接觸，該銅箔的外壁與金屬外殼接觸，極組的上方安裝有正極集流盤12，所述鎳正極16由正極導(dǎo)電基體8和正極活性物質(zhì)7組成，正極活性物質(zhì)7附著在正極導(dǎo)電基體8的兩側(cè)面上，正極導(dǎo)電基體8的上端與正極集流盤12通過多個焊點(diǎn)焊接固定；正極集流盤12有延伸的連接板122，該連接板122與防爆蓋13的底盤134焊接固定。
極組的下方安裝有負(fù)極集流盤10，鋅負(fù)極15由負(fù)極導(dǎo)電基體5和負(fù)極活性物質(zhì)4組成，負(fù)極活性物質(zhì)4附著在負(fù)極導(dǎo)電基體5的兩側(cè)面上，負(fù)極導(dǎo)電基體5的下端通過多個焊點(diǎn)9與負(fù)極集流盤10焊接固定，負(fù)極集流盤10與金屬外殼2的底部焊接固定。
隔膜6采用有孔的聚乙烯或聚丙烯輻射接枝復(fù)合膜。
正極集流盤12與電池外殼2之間有絕緣隔斷圈1。絕緣隔斷圈1的作用是防止正極集流盤12在操作或使用過程中和電池外殼2相接觸造成電池短路。
正極集流盤12的材質(zhì)為鍍鎳鋼片，鍍鎳的目的是為了防止生銹，請參照圖6、圖7、圖8，正極集流盤12沖有圓孔121，通過沖孔而使正極集流盤的一面(焊接面)形成0.5毫米左右的突點(diǎn)123，以便正極集流盤12和正極導(dǎo)電基體8端面牢牢焊接固定。
負(fù)極集流盤10的材質(zhì)為鍍錫的銅片，鍍錫的目的是為了點(diǎn)焊時更牢固可靠；請參照圖9、圖10、圖11，負(fù)極集流盤10沖有圓孔101，通過沖孔而使負(fù)極集流盤10的一面(焊接面)形成0.5毫米左右的突點(diǎn)102。以便負(fù)極集流盤10和負(fù)極導(dǎo)電基體5端面牢牢焊接固定。
請參照圖1、圖2、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16，本實(shí)施例中，金屬外殼2采用鍍鎳鋼殼，鍍鎳的目的是為了鋼殼不生銹，；鎳正極16采用成熟的燒結(jié)鎳正極工藝，其厚度為0.55毫米；鋅負(fù)極15的寬度同鎳正極16，厚度為0.45毫米，長度比鎳正極長20-25％；銅箔3寬度比鋅負(fù)極寬1毫米至1.5毫米，長度同金屬外殼2內(nèi)徑周長，緊靠鋅負(fù)極15的尾部，將鋅負(fù)極15的外圈包住，不讓鋅負(fù)極和金屬外殼2直接接觸。采用錯位的圓柱形電容器的卷繞辦法，卷成鋅鎳蓄電池極組，極組的外徑小于金屬外殼2的內(nèi)徑。極組裝入金屬外殼2內(nèi)，用焊機(jī)將鋅負(fù)極15的負(fù)極導(dǎo)電基體5的下端牢固地焊接在金屬外殼2底部。加入電解液(氫氧化鉀)，將正極端子焊在正極蓋子上，在金屬外殼2頂部開口的內(nèi)壁四周涂上密封膠，進(jìn)行封口而成。
銅箔3的表面可以鍍錫，鍍錫的作用是為了提高氫過電位，防止氫氣的析出，銅箔3必須是紫銅箔，不能是銅合金，銅箔3把鋅負(fù)極15包嚴(yán)，讓鋅負(fù)極15不與金屬外殼2接觸。
如果銅箔3的厚度大于0.06毫米，則會過多的占據(jù)電池內(nèi)部空間而影響電池容量。如果銅箔3的厚度小于0.03毫米，則機(jī)械強(qiáng)度不夠，也不能夠有效的防止鋅負(fù)極15和金屬外殼2之間形成微電池。
所以，銅箔3的厚度必須在0.03毫米至0.06毫米之間，0.03毫米至0.06毫米的銅箔能夠有效的防止鋅負(fù)極和金屬外殼直接接觸，避免它們之間形成微電池，又不會過多的占據(jù)電池內(nèi)部空間而影響電池容量。銅箔3還有一個作用銅箔3同時和金屬外殼2、鋅負(fù)極15接觸，可以增加了鋅負(fù)極15和金屬外殼2的導(dǎo)電性，也就提高了動力型電池的可靠性。
正極活性物質(zhì)7為氫氧化鎳，正極導(dǎo)電基體8為沖孔鋼帶。本發(fā)明采用的是燒結(jié)鎳正極。鎳正極16的制造方法是將鎳粉和粘合劑和成漿液，涂敷在正極導(dǎo)電基體上，經(jīng)950±50℃高溫?zé)Y(jié)而成多孔的基體，將氫氧化鎳填充在基體的孔中。粘合劑可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
負(fù)極導(dǎo)電基體5為沖孔銅帶，負(fù)極活性物質(zhì)4為鋅粉和氧化鋅。鋅負(fù)極15的制造方法是將負(fù)極活性物質(zhì)4與粘合劑和成膏狀物，涂敷在負(fù)極導(dǎo)電基體5上，負(fù)極導(dǎo)電基體5沖孔的目的是為了負(fù)極活性物質(zhì)4能和負(fù)極導(dǎo)電基體5結(jié)合牢固一些。粘合劑可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
請參照圖3，防爆球13由底盤134，小帽131和橡膠球135組成，橡膠球135安裝在小帽131和底盤134之間，底盤134和小帽131通過點(diǎn)焊或鉚接固定，底盤134的中心有透氣孔132，橡膠球135安裝在透氣孔132上方的小帽131的內(nèi)腔中，該橡膠球?qū)⑺鐾笟饪?32遮蓋住，小帽131的側(cè)面有小孔133，當(dāng)電池內(nèi)氣壓超過防爆蓋13泄氣壓力時，氣體就從底盤134下面的透氣孔132中將橡膠球135壓縮而從小帽側(cè)面的小孔133放出，從而達(dá)到防爆的目的。底盤134和小帽131可由鋼板制成，橡膠球135由耐堿橡膠制成。
權(quán)利要求
1.一種動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，包括圓柱形金屬外殼，金屬外殼內(nèi)裝有極組和電解液，極組由長條形的鎳正極、隔膜、鋅負(fù)極卷繞構(gòu)成，鋅負(fù)極位于外側(cè)，鎳正極位于內(nèi)側(cè)，隔膜位于鋅負(fù)極與鎳正極之間，金屬外殼的頂部開口處裝有防爆蓋，其特征在于鋅負(fù)極的尾部焊接有一條銅箔，該銅箔的長度和所述金屬外殼的內(nèi)徑周長相等，極組裝配后，該銅箔將鋅負(fù)極的最外圈完全包裹，該銅箔的內(nèi)壁與鋅負(fù)極的最外圈接觸，該銅箔的外壁與金屬外殼接觸，所述極組的上方安裝有正極集流盤，所述鎳正極由正極導(dǎo)電基體和正極活性物質(zhì)組成，正極活性物質(zhì)附著在正極導(dǎo)電基體的兩側(cè)面上，所述正極導(dǎo)電基體的上端與正極集流盤焊接固定；所述正極集流盤與防爆蓋的底盤焊接固定；所述極組的下方安裝有負(fù)極集流盤，所述鋅負(fù)極由負(fù)極導(dǎo)電基體和負(fù)極活性物質(zhì)組成，負(fù)極活性物質(zhì)附著在負(fù)極導(dǎo)電基體的兩側(cè)面上，所述負(fù)極導(dǎo)電基體的下端與負(fù)極集流盤焊接固定，所述負(fù)極集流盤與金屬外殼的底部焊接固定。
2.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述銅箔厚度在0.03毫米至0.06毫米之間。
3.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述正極集流盤的材質(zhì)為鍍鎳的鋼片，正極集流盤的焊接面帶有突點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述負(fù)極集流盤的材質(zhì)為鍍錫的銅片；負(fù)極集流盤的焊接面帶有突點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述正極導(dǎo)電基體為沖孔鋼帶，所述正極活性物質(zhì)為氫氧化鎳。
6.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述負(fù)極導(dǎo)電基體為沖孔銅帶，所述負(fù)極活性物質(zhì)為鋅粉和氧化鋅。
7.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述電解液為氫氧化鉀，所述銅箔的表面鍍有錫。
8.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述隔膜采用有孔的聚乙烯或聚丙烯輻射接枝膜。
9.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述防爆蓋由底盤，小帽和橡膠球組成，底盤和小帽通過點(diǎn)焊或鉚接固定，底盤的中心有透氣孔，橡膠球安裝在透氣孔上方的小帽內(nèi)腔中，該橡膠球?qū)⑺鐾笟饪渍谏w住，小帽的側(cè)面有小孔。
10.如權(quán)利要求1所述的動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其特征在于所述正極集流盤與電池外殼之間有絕緣隔斷圈。
全文摘要
一種動力型圓柱密封鋅鎳堿性蓄電池，其鋅負(fù)極的尾部焊接有一條銅箔，該銅箔的長度和金屬外殼的內(nèi)徑周長相等，該銅箔將鋅負(fù)極的最外圈完全包裹，該銅箔的內(nèi)壁與鋅負(fù)極的最外圈接觸，該銅箔的外壁與金屬外殼接觸，極組的上方安裝有正極集流盤，在正極導(dǎo)電基體的兩側(cè)面上附著有正極活性物質(zhì)，正極導(dǎo)電基體的下端與正極集流盤焊接固定；正極集流盤與防爆蓋焊接固定；負(fù)極導(dǎo)電基體的兩側(cè)面附著有負(fù)極活性物質(zhì)，負(fù)極導(dǎo)電基體的下端與負(fù)極集流盤焊接固定，負(fù)極集流盤與金屬外殼的底部焊接固定。本發(fā)明在不影響電池容量和大電流放電的前提下，將其金屬外殼設(shè)計為負(fù)極，蓋子設(shè)計為正極，符合一般電池的正負(fù)極安排，給用戶帶來方便，不容易出錯。
文檔編號H01M2/22GK1835271SQ200510053959
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者李永創(chuàng), 李中東, 趙林治, 查永忠, 徐松, 胡云峰 申請人:河南環(huán)宇集團(tuán)有限公司