一種鎳氫電池及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎳氫電池的制作方法，其中該方法包括以下步驟：正極片制作步驟、負極片制作步驟、卷制步驟、放置步驟、電解液注入步驟和封口步驟；其中將隔膜放置在制作的正極片和負極片之間，并使正極片的撾邊部凸出隔膜的上端，負極片的凸出部凸出隔膜的下端，一起卷制成電芯；電芯的上端部通過一集流盤與所述電池蓋帽連接；本發(fā)明的鎳氫電池包括正極片、負極片、夾設于正極片和負極片之間的隔膜、電池蓋帽和電池殼；正極片的撾邊部凸出隔膜的上端，撾邊部壓折至電芯的上端面；電芯的上端部通過集流盤與電池蓋帽導電連接。本發(fā)明的制作方法操作方便，便于批量化生產(chǎn)。采用本發(fā)明制得的鎳氫電池充電效率高，大電流放電性能良好，動力性能卓越。
【專利說明】一種鎳氫電池及其制作方法

【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于儲能電池領域，更具體地，涉及一種鎳氫電池及其制作方法。

【背景技術】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的高速發(fā)展，便攜式的電子移動設備得到廣泛的應用。伴隨電子移 動設備的推廣，對其內(nèi)使用的環(huán)境污染低、可多次循環(huán)使用的二次電池的需求也越來越大。 日常生活中常見的這類型二次電池就是鎳氫電池。因鎳氫電池具有環(huán)保、充放電電流大、安 全性好等特點，近年來對鎳氫電池的開發(fā)和研究一直都是儲能電池領域的研究重點。但現(xiàn) 有的鎳氫電池，正極的電流通過極耳傳遞，負極直接與電池殼底部接觸進行導電，這樣的結 構導致了電池的內(nèi)阻較大，阻礙了電池大電流放電性能的提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種改善鎳氫電池大電流放電性能、提高電 池的放電平臺、加強對動力方向的應用的鎳氫電池及其制作方法。
[0004] 本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案是：根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一 種鎳氫電池的制作方法，其中，所述方法包括以下步驟：
[0005] 正極片制作步驟：在正極基材上涂布正極材料，并在所述正極基材的一端形成不 涂布正極材料的撾邊部；
[0006] 負極片制作步驟：在負極基材上涂布負極材料，并在所述負極基材的一端形成涂 布負極材料的凸出部；
[0007] 卷制步驟：將隔膜放置在制作的所述正極片和所述負極片之間，并使所述正極片 的撾邊部凸出所述隔膜的上端，所述負極片的凸出部凸出所述隔膜的下端，一起卷制成電 芯；
[0008] 所述電芯卷制后進行定型固定，再將所述正極片的撾邊部壓折至所述電芯的上端 面；
[0009] 放置步驟：將所述電芯放入電池殼內(nèi)；所述電芯的上端部通過一集流盤與所述電 池蓋帽連接；
[0010] 放置絕緣套圈在所述集流盤與所述電池殼之間，以使所述集流盤與所述電池殼絕 緣；
[0011] 電解液注入步驟：向所述電池殼內(nèi)注入電解液；
[0012] 封口步驟：通過所述電池蓋帽封口所述電池殼，制得所述鎳氫電池。
[0013] 在上述鎳氫電池的制作方法中，所述放置步驟還包括以下步驟：
[0014] 在所述電池殼內(nèi)的底部加墊發(fā)泡鎳，將所述電芯的負極片的凸出部通過所述發(fā)泡 鎳與所述電池殼的底部進行導電連接；
[0015]將所述集流盤的中心盤與所述電芯的上端面上的拗邊部進行點焊牢固導電連接， 將所述集流盤的極耳與所述電池蓋帽進行點焊牢固導電連接。
[0016]在上述鎳氫電池的制作方法中，所述正極制作步驟包括以下子步驟：
[0017] al :正極材料制備：將正極活性材料、添加劑與粘結劑混合均勻，制得正極材料； [0018] a2 :正極基材制備：將整塊正極基材中間壓制出一塊裁切區(qū)域，預留的該裁切區(qū) 域不涂布正極材料；
[0019] a3 :正極材料涂布、壓片：將步驟al中制得的正極材料均勻涂布在除了所述裁切 區(qū)域的所述正極基材上；并壓制涂布有正極材料的所述正極基材；
[0020] a4 :正極片裁切：從預留裁切區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊正極基材一分為 二，從而在分出的兩所述正極片的一端均形成有所述撾邊部；
[0021]在所述步驟al中，所述正極活性材料為覆鈷亞鎳，所述添加劑為鈣元素和釔元素 的氧化物或氫氧化物，所述粘結劑為聚四氟乙烯；
[0022]在所述步驟al中，所述正極活性材料、添加劑和粘結劑的重量份數(shù)分別為80? 98、1?5和2?4。
[0023] 在上述鎳氫電池的制作方法中，所述負極制作步驟包括以下子步驟：
[0024] bl :負極材料涂布：將儲氫合金粉和粘結劑均勻涂布在所述負極基材上；
[0025] b2 :負極壓片：壓制步驟bl中涂布有儲氫合金粉和粘結劑的所述負極基材，制得 負極片。
[0026] 在上述鎳氫電池的制作方法中，所述電解液注入步驟包括以下子步驟：
[0027] cl :電解液配制：將堿性電解質(zhì)溶解于溶劑中，制得電解液；
[0028] c2 :電解液注入：將步驟cl中制得的電解液注入所述電池殼內(nèi)；
[0029] 在所述步驟cl中，所述堿性電解質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰的混合 物；所述溶劑為蒸餾水或膜過濾純水；
[0030] 在所述步驟c2中，注入所述電池殼內(nèi)的所述電解液的濃度為8. 4?9. Omol/L。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種按本發(fā)明的鎳氫電池的制作方法制得的鎳氫電 池，
[0032] 所述鎳氫電池包括正極片、負極片、夾設于正極片和負極片之間的隔膜、電池蓋帽 和電池殼；所述正極片、負極片以及隔膜卷制成電芯，所述電芯設置于所述電池殼內(nèi)；
[0033] 所述正極片包括正極基材，所述正極基材包括涂布有正極材料的正極片主體和在 所述正極片主體的一端形成的不涂布正極材料的撾邊部；
[0034] 所述負極片包括負極基材，所述負極基材包括涂布有負極材料的負極片主體和在 所述負極片主體的一端形成涂布有負極材料的凸出部；
[0035] 所述正極片的撾邊部凸出所述隔膜的上端，所述負極片的凸出部凸出所述隔膜的 下端；所述撾邊部壓折至所述電芯的上端面；
[0036] 所述鎳氫電池還包括集流盤；所述電芯的上端部通過所述集流盤與所述電池蓋帽 導電連接；所述集流盤與所述電池殼之間設有絕緣套圈；
[0037] 本發(fā)明的鎳氫電池中，所述鎳氫電池還包括發(fā)泡鎳，所述發(fā)泡鎳加墊在所述電池 殼的底部，所述電芯的下端部通過所述發(fā)泡鎳與所述電池殼的底部連接。
[0038] 本發(fā)明的銀氣電池中，所述集流盤包括中心盤和設置在所述中心盤一側的連接極 耳。
[0039] 所述中心盤的下表面與壓折后的整個正極片的撾邊部全部接觸并點焊牢固，所述 連接極耳與所述電池蓋帽點焊牢固。
[00401本發(fā)明的鎳氫電池中，所述絕緣套圈包括主體環(huán)以及形成在所述主體環(huán)周邊的， 用于隔開所述主體環(huán)與所述電池殼的絕緣壁；
[0041] 所述主體環(huán)的外徑與所述中心盤的外徑相匹配；所述絕緣壁的外側與所述電池殼 的內(nèi)側壁相接觸。
[0042]本發(fā)明的鎳氫電池中，所述中心盤的上表面上設置有若干焊接觸點。
[0043]實施本發(fā)明的技術方案，至少具有以下的有益效果：該鎳氫電池在正極基材上預 留出一塊不涂布正極材料的拗邊部，將制作后的正極片、隔膜和負極片卷制成電芯后，將凸 出隔膜上端的拗邊部壓折至電芯的上端面，再通過集流盤將電芯的上端部與電池蓋帽連 接，將原有的極耳的一點式導電轉(zhuǎn)換成集流盤的平面式導電，極大地優(yōu)化了導電能力，從而 進一步提高了鎳氫電池的充電效率，并改善了鎳氫電池的大電流放電性能，優(yōu)化動力性能， 進一步替換鎳鎘電池，保護環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044] 下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0045] 圖1是是本發(fā)明的鎳氫電池的結構示意圖；
[0046] 圖2是本發(fā)明的鎳氫電池的電芯的展開結構圖；
[0047] 其中，1、電池殼；2、電芯；3、電池蓋帽；4、集流盤；41、中心盤；42、連接極耳；5、絕 緣套圈；51、主體環(huán)；52、絕緣壁；6、正極片；61、拗邊部；7、負極片；71、凸出部；8、隔膜。

【具體實施方式】
[0048]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明 本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0049] 參照圖1、圖2,制作本發(fā)明的鎳氫電池的具體步驟如下：
[0050] 正極片6制作步驟：
[0051] 在正極基材上涂布正極材料，并在該正極基材的一端形成不涂布正極材料的撾邊 部。
[0052] 進一步地，該正極片6制作步驟的子步驟如下：
[0053] al :正極材料制備：將正極活性材料、添加劑與粘結劑混合均勻，制得正極材料。 [0054] a2 :正極材料涂布前：將整塊正極基材中間壓制出一塊裁切區(qū)域，預留的該裁切 區(qū)域不涂布正極材料。
[0055]可以理解地，整塊正極基材的大小應該是所需正極片6的大小的整數(shù)倍，即裁切 后整塊正極基材可分為若干塊大小一致的正極片6,本發(fā)明的一些實施例中的整塊正極基 材的大小優(yōu)選為兩塊正極片6的大小。
[0056] a3 :正極材料涂布、壓片：將步驟al中制得的正極材料均勻涂布在除了該裁切區(qū) 域的正極基材上；并壓制涂布有正極材料的該正極基材；
[0057] a4 :正極片6裁切：從預留裁切區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊正極基材一分為 二，從而在分出的兩正極片6的一端均形成有撾邊部；
[0058] 負極片7制作步驟：
[0059] 在負極基材上涂布負極材料，并在該負極基材的一端形成涂布負極材料的凸出部 71。
[0060] 進一步地，負極片7制作步驟的子步驟如下：
[0061] Μ :負極材料涂布：將儲氫合金粉和粘結劑均勻涂布在該負極基材上。
[0062] b2 :負極壓片：壓制步驟bl中涂布有儲氫合金粉和粘結劑的該負極基材，制得負 極片7。
[0063] 卷制步驟：
[0064] 將隔膜8放置在制作的正極片6和負極片7之間，并使該正極片6的撾邊部凸出 該隔膜8的上端，該負極片7的凸出部71凸出該隔膜8的下端，一起卷制成電芯2 ;
[0065] 該電芯2卷制后進行定型固定，再將該正極片6的撾邊部壓折至該電芯2的上端 面；可以理解地，壓折的方法可以采用常見的加工方式，例如采用機器進行拗邊或直接通過 人力將拗邊的部分敲平整等。
[0066] 放置步驟：
[0067] 將電芯2放入電池殼1內(nèi)；
[0068] 進一步地，將該電芯2放入電池殼1后，還可以在該電池殼1的底部加墊發(fā)泡鎳， 將電芯2的負極片7的凸出部71通過該發(fā)泡鎳與電池殼1的底部進行導電連接；
[0069] 將該電芯2的上端部通過一集流盤4與電池蓋帽3連接；
[0070] 進一步地，將該集流盤4的中心盤41與該電芯2的上端面上的拗邊部61進行導 電連接，將該集流盤4的極耳與該電池蓋帽3進行導電連接。
[0071] 更進一步地，將該集流盤4的中心盤41的下表面與壓折后的該正極片6的撾邊部 全部接觸并點焊牢固，再將該集流盤4的連接極耳42與該電池蓋帽3點焊牢固。
[0072]放置絕緣套圈5在集流盤4與電池殼1之間，以使該集流盤4與該電池殼1絕緣。 [0073] 電解液注入步驟：
[0074] 向電池殼1內(nèi)注入電解液。
[0075] 進一步地，電解液的注入步驟的子步驟如下：
[0076] cl :電解液配制：將堿性電解質(zhì)溶解于溶劑中，制得電解液。
[0077] C2 :電解液注入：將步驟cl中制得的電解液注入該電池殼1內(nèi)。
[0078] 封口步驟：
[0079]通過電池蓋帽3封口該電池殼丨，制得鎳氫電池。
[0080]下面結合附圖具體介紹采用上述制作方法制作的鎳氫電池的結構。
[0081]圖1、圖2示出了本發(fā)明的一些實施例中的鎳氫電池，該鎳氫電池在結構上將原有 的極耳的一點式導電轉(zhuǎn)換成集流盤4的平面式導電，則該鎳氫電池的內(nèi)阻均低于相同條件 下現(xiàn)有技術中的鎳氫電池的內(nèi)阻，其包括電池殼1、正極片 6、負極片7、隔膜8、集流盤4、絕 緣套圈5和電池蓋帽 3。且該正極片6、負極片7以及隔膜8卷制成電芯2,該電芯2設置在 電池殼1內(nèi)。
[0082]電池殼1作為整個鎳氫電池的支撐部件，其用于容納電芯2等部件，并對其內(nèi)部的 部件起到一定的保護作用。電池^1的材料的選取需要根據(jù)實際情況而定。本發(fā)明中的鎳 氫電池的電池殼1優(yōu)選為鋼殼，采用鋼殼作為電池殼丨，可以有效地防止電池殼1的形變過 大，避免正極片 6或負極片7頂穿隔膜8而造成電池內(nèi)部短路，從而縮短電池的使用壽命。 可以理解地，還可以采用鋁殼、鐵殼等。
[0083] 進一步地，為了防止電池殼1生銹，該電池殼1還可以采用鍍鎳的鋼殼。
[0084] 設置在該電池殼1內(nèi)的電芯2由正極片6、負極片7和隔膜8卷制而成，卷制好后 的電芯2需進行定型固定。可以理解地，可采用膠帶纏繞的方式進行固定，也可以采用其他 常見的方式進行固定。
[0085] 在一些實施例中，該正極片6包括正極基材，該正極基材包括涂布有正極材料的 正極片6主體和在該正極片6主體的一端形成的不涂布正極材料的撾邊部。一般地，正極 基材可選用79寬發(fā)泡鎳、89寬發(fā)泡鎳和99寬發(fā)泡鎳等。本發(fā)明的鎳氫電池的正極片6的 正極基材優(yōu)選為89寬發(fā)泡鎳。
[0086] 進一步地，正極片6主體和拗邊部61分別為正極片6基材的部分區(qū)域，正極片6 主體的區(qū)域占大部分，拗邊部61的區(qū)域占小部分并形成在正極片6主體的上端。卷制成電 芯2時,正極片6主體的上下端與隔膜8的上下端準確對位后，便可進行卷制，此時，拗邊部 61就凸出隔膜8上端，便于進行后續(xù)的將該拗邊部61壓折至電芯2的上端面的操作。 [0087] 更進一步地，為了快速地生產(chǎn)帶有拗邊部61的正極基材，可先選用整塊正極基 材，該整塊正極基材的大小為所需正極片的大小的整數(shù)倍，即裁切后可得到若干塊正極片。 本發(fā)明的一些實施例中整塊正極基材的大小剛好為兩塊正極片的大小，以便于快速生產(chǎn)時 連接的放料和收料。
[0088] 將整塊正極基材中間壓制出一塊裁切區(qū)域后，該區(qū)域就作為預留的不涂布正極材 料的區(qū)域，除了該裁切區(qū)域，整塊正極基材上都涂布有正極材料；然后，對涂布有正極材料 的該整塊正極基材進行壓制。最后，從預留的不涂布正極材料的區(qū)域的中間部分將壓制過 的整塊正極基材一分為二，從而，一次性可得到兩塊帶有拗邊部61的正極片。采用上述的 方式生產(chǎn)制造帶有拗邊部61的正極片十分的方便快捷，適合流水線生產(chǎn)，大大地提高了生 產(chǎn)加工的效率，節(jié)約了人力成本，利于本發(fā)明的鎳氫的生產(chǎn)、使用和推廣。
[0089]在一些實施例中，該負極片7包括負極基材，該負極基材包括涂布有負極材料的 負極片7主體和在該負極片7主體的一端形成不涂布負極材料的凸出部71。一般地，負極 基材可選用覆鎳鋼板和銅網(wǎng)等。本發(fā)明中的鎳氫電池的負極片7的負極基材優(yōu)選為銅網(wǎng)。 [00 90]進一步地，負極片7主體和凸出部71分別為負極基材的部分區(qū)域，負極片7主體 的區(qū)域占大部分，凸出部71的區(qū)域占小部分并形成在負極片7主體的下端。卷制成電芯2 時，負極片7主體的上下端與隔膜8的上下端準確對位后，便可進行卷制，此時，凸出部71 就凸出隔膜8下端，便于進行后續(xù)的將電芯2的下端部與電池殼1的底部進行連接的操作。 [00 91]更進一步地，電池殼1的底部可加墊發(fā)泡鎳，電芯2的下端部通過該發(fā)泡鎳與電池 殼1的底部連接，連接方式為常見的焊接方式?？梢岳斫獾兀姵貧?底部也可以不加墊類 似發(fā)泡鎳的集流體，將電芯2的下端部直接和電池殼1的底部直接連接即可。但為了達到 更好的導電效果，加墊發(fā)泡鎳為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。
[0092]如圖2所示，正極片6與負極片7之間夾設有隔膜8。
[0093]在一些實施例中，該隔膜8用于隔開正極片6和負極片7,用于防止電池內(nèi)部出現(xiàn) 短路的情況。該隔膜8的上下端分別與正極片6主體的上下端和負極片7主體的上下端對 位準確，能起到好的絕緣效果。
[0094]可以理解地，該隔膜8可米用傳統(tǒng)的PP+PE膜或親水型pp+PE膜-植物纖維形成 的復合隔膜8等。另外，隔膜8的厚度也是根據(jù)實際情況來進行調(diào)整的，當隔膜8的厚度相 比于現(xiàn)有技術的厚度較小時，電芯2與電池殼1之間的間隙會增加，就可以注入更多的電解 液，從而可進一步提高鎳氫電池的充電效率。
[0095] 將定型好后的電芯2放置進電池殼1內(nèi)之前，還需將正極基材的拗邊部61壓折至 電芯2的上端面，即沿著電芯2上端部的周緣將拗邊部61敲平整。
[0096] 該電芯2放置進電池殼1內(nèi)后，該電芯2的上端部通過集流盤4與電池蓋帽3導 電連接。集流盤4與電池殼1之間設有絕緣套圈5。
[0097] 在一些實施例中，該集流盤4用于進行平面式的導電，其包括中心盤41和連接極 耳42。該中心盤41的下表面與壓折后的整個正極片6的撾邊部全部接觸并點焊牢固，該連 接極耳42與該電池蓋帽3點焊牢固。
[0098] 可以理解地，集流盤4的材料為常見的金屬導電材料，例如，銅、鐵、鋁等。且因拗 邊部61彎折后形成在電芯2的上端面的周緣,集流盤4只需與該拗邊部61全部接觸即可， 則集流盤4的形狀可以呈圓盤狀或圓環(huán)狀等。
[0099] 進一步地，連接極耳42-般有兩個，可以均設置在中心盤41的一側，也可以分別 設置在中心盤41的兩側。本發(fā)明中的鎳氫電池的集流盤4的連接極耳42優(yōu)選地均設置在 中心盤41的一側。
[0100] 該集流盤4上還套設有絕緣套圈5。
[0101] 在一些實施例中，該絕緣套圈5用于隔開該集流盤4和電池殼1，以防止集流盤4 和電池殼1直接接觸發(fā)生電池內(nèi)部的短路，其包括主體環(huán)51和絕緣壁52。該絕緣壁52形 成在該主體環(huán)51周邊，用于隔開該主體環(huán)51與電池殼1。該主體環(huán)51的外徑與該集流盤 4的中心盤41的外徑相匹配，用于準確地套設在該中心盤41上。
[0102] 可以理解地，絕緣套圈5的主體環(huán)51的形狀大小應與集流盤4的中心盤41的形 狀大小保持一致，以保證準確的安裝。當然，絕緣套圈5還可以形成包覆住集流盤4周邊的 包覆件，以進一步保證不會發(fā)生集流盤4的中心盤41與電池殼1接觸而短路的現(xiàn)象。
[0103] 進一步地，該絕緣套圈5和集流盤4在該鎳氫電池的生產(chǎn)過程中應當配套生產(chǎn)，則 絕緣套圈5的主體環(huán)51的形狀大小與集流盤4的中心盤41的形狀大小保持一致，還利于 兩者的加工和生產(chǎn)，可進一步地提高生產(chǎn)加工的效率，節(jié)約人力成本。
[0104] 放置好集流盤4和扣上絕緣套圈5后，還需使用電池蓋帽3封口。
[0105] 在一些實施例中，該電池蓋帽3與集流盤4的連接極耳42點焊牢固，用于密封電 池殼1及電池殼1內(nèi)的電芯2、集流盤4和絕緣套圈5。
[0106] 進一步地，電池蓋帽3 -般地會采用CPCC鋼材，表面鍍鎳，耐強堿液腐蝕。
[0107] 下面結合實施例和對比例對本發(fā)明的鎳氫電池及其制作方法進行進一步地說明。 實施例1 :AA1500常規(guī)鎳氫電池
[0108] 選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用89寬發(fā)泡鎳作為正極基材，在整 塊89寬發(fā)泡鎳的中間部分壓制出一道凹槽，形成預留的不涂布正極材料的裁切區(qū)域。然 后，除了該裁切區(qū)域外，在整塊89寬發(fā)泡鎳上均勻涂布正極材料，并壓制整塊89寬發(fā)泡鎳。 最后，從預留的不涂布正極材料的區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊89寬發(fā)泡鎳一分為二， 從而一次性得到兩塊89寬發(fā)泡鎳制成的正極片，且兩塊正極片上均形成有撾邊部；覆鈷亞 鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)90、3、1和3混合均勻，制得6. 55g正極材 料，將制得的正極材料均勻涂布在89寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正極片 6 ;負極選用7· Og儲氫合金粉和粘結劑的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿爐制 得負極片7 ;采用卷繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,正極片6的拗邊部61 壓折到電芯2的上端面，然后將電芯2放入電池殼1中，在電池殼1的底部加墊發(fā)泡鎳，將 電芯2的下端部通過該發(fā)泡鎳與電池殼1的底部進行焊接。再將電芯2的上端部通過一集 流盤4與電池蓋帽3進行連接，即在電芯2的上端面上的拗邊部61點焊集流盤4的中心盤 41，集流盤4的極耳點焊電池蓋帽3。放置絕緣套圈5扣住集流盤4,用于隔開集流盤4與 電池冗1，以防止短路。然后在尚電池殼1 口一定距罔處用滾槽機滾出約2mm的槽，留待后 續(xù)封口；將重量份數(shù)為21、11和1. 5的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù) 為86的蒸餾水中，制得0H-濃度為8.8mol/L的電解液，取上述電解液2.85g注入電池殼1 內(nèi)，然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0109] 對比例1 :
[0110]選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用89寬發(fā)泡鎳作為正極基材，覆鈷 亞鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)90、3、1和3混合均勻，制得6. 6g正極 材料，將制得的正極材料均勻涂布在89寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正極 片6 ;負極選用7. Og儲氫合金粉和粘結劑的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿爐 制得負極片7 ;將0· 1mm厚鎳帶裁成一定尺寸的極耳，點焊在正極片6的相應位置；采用卷 繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,然后放入電池殼1中；在極耳上用電焊機 點焊上電池蓋帽3,然后在離電池殼1 口一定距離處用滾槽機滾出約2mm的槽，留待后續(xù)封 口；將重量份數(shù)為21、11和1. 5的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù)為 86的蒸餾水中，制得0H-濃度為S. Smol/L的電解液，取上述電解液2. 75g注入電池殼1內(nèi)， 然后封口，制得所需的鎮(zhèn)氣電池。 實施例2 :M1500常規(guī)鎳氫電池
[0112]選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用89寬發(fā)泡鎳作為正極基材，在整 塊89寬發(fā)泡鎳的中間部分壓制出一道凹槽，形成預留的不涂布正極材料的裁切區(qū)域。然 后，除了該裁切區(qū)域外，在整塊89寬發(fā)泡鎳上均勻涂布正極材料，并壓制整塊89寬發(fā)泡鎳。 最后，從預留的不涂布正極材料的區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊89寬發(fā)泡鎳一分為二， 從而一次性得到兩塊89寬發(fā)泡鎳制成的正極片，且兩塊正極片上均形成有撾邊部；覆鈷亞 鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)98、2、3和2混合均勻，制得6. 65g正極材 料，將制得的正極材料均勻涂布在89寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正極片 6 ;負極選用6.0g粉末態(tài)氧化鋅和鋅的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿爐制得 負極片7 ;采用卷繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,正極片6的拗邊部61 壓折到電芯2的上端面，然后將電芯2放入電池殼1中，在電池殼1的底部加墊發(fā)泡鎳，將 電芯2的下端部通過該發(fā)泡鎳與電池殼1的底部進行焊接。再將電芯2的上端部通過一集 流盤4與電池蓋帽3進行連接，即在電芯2的上端面上的拗邊部61點焊集流盤4的中心盤 41，集流盤4的極耳點焊電池蓋帽3。放置絕緣套圈5扣住集流盤4,用于隔開集流盤4與 電池殼1，以防止短路。然后在離電池殼1 口一定距離處用滾槽機滾出約2mm的槽，留待后 續(xù)封口；將重量份數(shù)為25、10和4的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù)為 1〇〇的蒸餾水中，制得0H-濃度為9mol/L的電解液，取上述電解液2. 75g注入電池殼1內(nèi)， 然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0113] 對比例2:
[0114] 選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用89寬發(fā)泡鎳作為正極基材，覆鈷 亞鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)98、2、3和2混合均勻，制得6. 7g正極 材料，將制得的正極材料均勻涂布在89寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正極 片6 ;負極選用6. Og粉末態(tài)氧化鋅和鋅的混合物的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用 拉漿爐制得負極片7 ;將0. lram厚鎳帶裁成一定尺寸的極耳，點焊在正極片6的相應位置； 采用卷繞機將隔膜8、正極片6和負極片 7卷制成電芯2,然后放入電池殼1中；在極耳上用 電焊機點焊上電池蓋帽3,然后在離電池殼1 口一定距離處用滾槽機滾出約2mm的槽，留待 后續(xù)封口；將重量份數(shù)為25、10和4的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù) 為1〇〇的蒸餾水中，制得0H-濃度為9mol/L的電解液，取上述電解液2. 65g注入電池殼1 內(nèi)，然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0115] 實施例3 :D9000常規(guī)鎳氫電池
[0116] 選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用"寬發(fā)泡鎳作為正極基材，在整 塊99寬發(fā)泡鎳的中間部分壓制出一道凹槽，形成預留的不涂布正極材料的裁切區(qū)域。然 后，除了該裁切區(qū)域外，在整塊"寬發(fā)泡鎳上均勻涂布正極材料，并壓制整塊99寬發(fā)泡鎳。 最后，從預留的不涂布正極材料的區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊99寬發(fā)泡鎳一分為二， 從而一次性得到兩塊"寬發(fā)泡鎳制成的正極片，且兩塊正極片上均形成有撾邊部；覆鉆亞 鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)80、1、1和3混合均勻，制得6. 8g正極材 料，將制得的正極材料均勻涂布在的寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正極片 6 ;負極選用6. Og儲氫合金粉和粘結劑的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿爐制 得負極片7 ;采用卷繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,正極片6的勘邊部61 壓折到電芯2的上端面，然后將電芯 2放入電池殼1中，在電池殼1的底部加墊發(fā)泡鎳，將 電芯2的下端部通過該發(fā)泡鎳與電池殼1的底部進行焊接。再將電芯2的上端部通過一集 流盤4與電池蓋帽 3進行連接，即在電芯2的上端面上的拗邊部61點焊集流盤4的中心盤 41，集流盤4的極耳點焊電池蓋帽 3。放置絕緣套圈5扣住集流盤4,用于隔開集流盤4與 電池殼1，以防止短路。然后在離電池殼1 口一定距離處用滾槽機滾出約5mm的槽，留待后 續(xù)封口；將重量份數(shù)為20、10和5的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù)為 93的膜過濾純水中，制得0H-濃度為 8. 6mol/L的電解液，取上述電解液2. 75g注入電池殼 1內(nèi)，然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0117] 對比例3:
[om]選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用99寬發(fā)泡鎳作為正極基材，覆鈷 亞鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)80、1、1和3混合均勻，制得6. 85g正極 材料，將制得的正極材料均勻涂布在的寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正極 片6 ;負極選用6. Og儲氫合金粉和粘結劑的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿爐 制得負極片7 ;將0· lmra厚鎳帶裁成一定尺寸的極耳，點焊在正極片6的相應位置；采用卷 繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,然后放入電池殼1中；在極耳上用電焊機 點焊上電池蓋帽3,然后在罔電池殼1 口一定距尚處用滾槽機滾出約5mra的槽，留待后續(xù)封 口；將重量份數(shù)為20、10和5的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù)為 93 的膜過濾純水中，制得OH-濃度為8· 6mol/L的電解液,取上述電解液2. 7g注入電池殼1內(nèi)， 然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0119] 實施例4 :D9000常規(guī)鎳氫電池
[0120] 選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用99寬發(fā)泡鎳作為正極基材，在整 塊99寬發(fā)泡鎳的中間部分壓制出一道凹槽，形成預留的不涂布正極材料的裁切區(qū)域。然 后，除了該裁切區(qū)域外，在整塊 99寬發(fā)泡鎳上均勻涂布正極材料，并壓制整塊99寬發(fā)泡鎳。 最后，從預留的不涂布正極材料的區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊99寬發(fā)泡鎳一分為二， 從而一次性得到兩塊9Q寬發(fā)泡鎳制成的正極片，且兩塊正極片上均形成有撾邊部；覆鈷亞 鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù) 85、0· 5、0· 5和4混合均勻，制得6. 9g正 極材料，將制得的正極材料均勻涂布在"寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到正 極片6 ;負極選用6. 0g粉末態(tài)氧化鋅和鋅的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿爐 制得負極片7 ;采用卷繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,正極片6的拗邊部 61壓折到電芯2的上端面，然后將電芯2放入電池殼1中，在電池殼1的底部加墊發(fā)泡鎳， 將電芯 2的下端部通過該發(fā)泡鎳與電池殼1的底部進行焊接。再將電芯2的上端部通過一 集流盤4與電池蓋帽3進行連接，即在電芯2的上端面上的拗邊部61點焊集流盤4的中心 盤41，集流盤4的極耳點焊電池蓋帽3。放置絕緣套圈5扣住集流盤4,用于隔開集流盤4 與電池殼1，以防止短路。然后在離電池殼1 口一定距離處用滾槽機滾出約5mm的槽，留待 后續(xù)封口；將重量份數(shù)為15、2〇和1的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù) 為86的蒸餾水中，制得0H-濃度為8.4mol/L的電解液，取上述電解液2.6g注入電池殼1 內(nèi)，然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0121] 對比例4:
[0122] 選用湖南金天覆鈷亞鎳作為正極活性材料，選用99寬發(fā)泡鎳作為正極基材，覆鈷 亞鎳、氧化鈣、氧化釔和聚四氟乙烯分別以重量份數(shù)85、0· 5、0· 5和4混合均勻，制得7. 0g 正極材料，將制得的正極材料均勻涂布在99寬發(fā)泡鎳上，然后采用對輥機均勻壓制，得到 正極片6 ;負極選用6. 0g粉末態(tài)氧化鋅和鋅的混合物，將其涂布在覆鎳鋼板上后，采用拉漿 爐制得負極片7 ;將0· 1mm厚鎳帶裁成一定尺寸的極耳，點焊在正極片6的相應位置；采用 卷繞機將隔膜8、正極片6和負極片7卷制成電芯2,然后放入電池殼1中；在極耳上用電 焊機點焊上電池蓋帽3,然后在離電池殼1 口一定距離處用滾槽機滾出約5mra的槽，留待后 續(xù)封口；將重量份數(shù)為15、20和1的氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰溶解于重量份數(shù)為 90的蒸餾水中，制得0H-濃度為8. 4mol/L的電解液，取上述電解液2. 5g注入電池殼1內(nèi)， 然后封口，制得所需的鎳氫電池。
[0123]實施例1-4均采用集流盤4的平面式導電，通過集流盤4來連接電芯2的上端部 與電池蓋帽3。對比例1-4均采用極耳的一點式導電，通過一定尺寸的極耳來連接電芯2的 上端部與電池蓋帽3。除此之外，與現(xiàn)有技術中制造鎳氫電池的制作方法相比，本發(fā)明所使 用的正極材料用量減少，具體地約減少1-5% ;而由于極組與電池殼1之間空隙增加，因而向 電池殼1注入的電解液的量增加，具體約增加3-4%。例如，在制造 AA1500常規(guī)鎳氫電池，其 正極材料用量為6. 55g和6. 65g (實施例1和實施例2)，相比現(xiàn)有技術分別減少0. 05g的 用量；其注入的電解液為2. 85g和2. 75g (實施例1和實施例2)，相比于現(xiàn)有技術分別增加 了0· lg的用量。正極材料用量的減少一部分原因是在正極基材上形成了拗邊部61，同時也 使得正極片6的厚度相應變小，這不僅有利于鎳氫電池活化過程中充放電效率的提高，而 且有助于使用過程中其容量的維持，即對該鎳氫電池的使用壽命有所改善。另外，同等型號 和/或同等容量的鎳氫電池中電解液的增加可使得導電物質(zhì)增多，因而有利于提高其充放 電效率，并同樣對改善鎳氫電池的使用壽命有顯著作用。
[0124] 為了更清晰的說明事實本發(fā)明可以獲得的有益效果，以下結合對比例詳細說明采 用被發(fā)明的制作方法制得的鎳氫電池的突出優(yōu)點；具體地，測試鎳氫電池的容量和內(nèi)阻。具 體結果詳見表1。
[0125] 表1實施例1-4和對比例1-4的鎳氫電池的性能測試結果
[0126]

【權利要求】
1. 一種鎳氫電池的制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： 正極片（6)制作步驟：在正極基材上涂布正極材料，并在所述正極基材的一端形成不 涂布正極材料的撾邊部； 負極片（7)制作步驟：在負極基材上涂布負極材料，并在所述負極基材的一端形成涂 布負極材料的凸出部（71); 卷制步驟：將隔膜（8)放置在制作的所述正極片（6)和所述負極片（7)之間，并使所述 正極片（6)的撾邊部凸出所述隔膜（8)的上端，所述負極片（7)的凸出部（71)凸出所述隔 膜（8)的下端，一起卷制成電芯（2); 所述電芯（2)卷制后進行定型固定，再將所述正極片（6)的撾邊部壓折至所述電芯（2) 的上端面； 放置步驟：將所述電芯（2)放入電池殼（1)內(nèi)；所述電芯（2)的上端部通過一集流盤 (4)與所述電池蓋帽（3)連接； 放置絕緣套圈（5)在所述集流盤（4)與所述電池殼（1)之間，以使所述集流盤（4)與所 述電池殼（1)絕緣； 電解液注入步驟：向所述電池殼（1)內(nèi)注入電解液； 封口步驟：通過所述電池蓋帽（3)封口所述電池殼（1)，制得所述鎳氫電池。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鎳氫電池的制作方法，其特征在于：所述放置步驟還包括以 下步驟： 在所述電池殼（1)內(nèi)的底部加墊發(fā)泡鎳，將所述電芯（2)的負極片（7)的凸出部（71) 通過所述發(fā)泡鎳與所述電池殼（1)的底部進行導電連接； 將所述集流盤（4)的中心盤（41)與所述電芯（2)的上端面上的拗邊部（61)進行點焊 牢固導電連接，將所述集流盤（4)的極耳與所述電池蓋帽（3)進行點焊牢固導電連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的鎳氫電池的制作方法，其特征在于：所述正極制作步驟包括 以下子步驟： al :正極材料制備：將正極活性材料、添加劑與粘結劑混合均勻，制得正極材料； a2 :正極基材制備：將整塊正極基材中間壓制出一塊裁切區(qū)域，預留的該裁切區(qū)域不 涂布正極材料； a3 :正極材料涂布、壓片：將步驟al中制得的正極材料均勻涂布在除了所述裁切區(qū)域 的所述正極基材上；并壓制涂布有正極材料的所述正極基材； a4 :正極片（6)裁切：從預留裁切區(qū)域的中間部分將壓制過的整塊正極基材一分為二， 從而在分出的兩所述正極片（6)的一端均形成有所述撾邊部； 在所述步驟al中，所述正極活性材料為覆鈷亞鎳，所述添加劑為鈣元素和釔元素的氧 化物或氫氧化物，所述粘結劑為聚四氟乙烯； 在所述步驟al中，所述正極活性材料、添加劑和粘結劑的重量份數(shù)分別為80?98、Γ5 和 2~4。
4. 根據(jù)權利要求1所述的鎳氫電池的制作方法，其特征在于：所述負極制作步驟包括 以下子步驟： bl :負極材料涂布：將儲氫合金粉和粘結劑均勻涂布在所述負極基材上； b2 :負極壓片：壓制步驟bl中涂布有儲氫合金粉和粘結劑的所述負極基材，制得負極 片（7)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的鎳氫電池的制作方法，其特征在于：所述電解液注入步驟包 括以下子步驟： cl :電解液配制：將堿性電解質(zhì)溶解于溶劑中，制得電解液； c2 :電解液注入：將步驟cl中制得的電解液注入所述電池殼（1)內(nèi)； 在所述步驟cl中，所述堿性電解質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀和單水氫氧化鋰的混合物； 所述溶劑為蒸餾水或膜過濾純水； 在所述步驟c2中，注入所述電池殼（1)內(nèi)的所述電解液的濃度為8. 4~9. Omol/L。
6. -種采用權利要求1至5中任一權利要求的鎳氫電池的制作方法制得的鎳氫電池， 其特征在于： 所述鎳氫電池包括正極片（6 )、負極片（7 )、夾設于正極片（6 )和負極片（7 )之間的隔膜 (8)、電池蓋帽（3)和電池殼（1);所述正極片（6)、負極片（7)以及隔膜（8)卷制成電芯（2)， 所述電芯（2)設置于所述電池殼（1)內(nèi)； 所述正極片（6)包括正極基材，所述正極基材包括涂布有正極材料的正極片（6)主體 和在所述正極片（6)主體的一端形成的不涂布正極材料的撾邊部； 所述負極片（7)包括負極基材，所述負極基材包括涂布有負極材料的負極片（7)主體 和在所述負極片（7)主體的一端形成涂布有負極材料的凸出部（71); 所述正極片（6)的撾邊部凸出所述隔膜（8)的上端，所述負極片（7)的凸出部（71)凸 出所述隔膜（8)的下端；所述撾邊部壓折至所述電芯（2)的上端面； 所述鎳氫電池還包括集流盤（4);所述電芯（2)的上端部通過所述集流盤（4)與所述電 池蓋帽（3 )導電連接；所述集流盤（4 )與所述電池殼（1)之間設有絕緣套圈（5 )。
7. 根據(jù)權利要求6所述的鎳氫電池，其特征在于：所述鎳氫電池還包括發(fā)泡鎳，所述發(fā) 泡鎳加墊在所述電池殼（1)的底部，所述電芯（2)的下端部通過所述發(fā)泡鎳與所述電池殼 (1)的底部連接。
8. 根據(jù)權利要求6所述的鎳氫電池，其特征在于：所述集流盤（4)包括中心盤（41)和 設置在所述中心盤（41) 一側的連接極耳（42); 所述中心盤（41)的下表面與壓折后的整個正極片（6)的撾邊部全部接觸并點焊牢固， 所述連接極耳（42)與所述電池蓋帽（3)點焊牢固。
9. 根據(jù)權利要求8所述的鎳氫電池，其特征在于：所述絕緣套圈（5)包括主體環(huán)（51) 以及形成在所述主體環(huán)（51)周邊的，用于隔開所述主體環(huán)（51)與所述電池殼（1)的絕緣壁 (52)； 所述主體環(huán)（51)的外徑與所述中心盤（41)的外徑相匹配；所述絕緣壁（52)的外側與 所述電池殼（1)的內(nèi)側壁相接觸。
10. 根據(jù)權利要求8所述的鎳氫電池，其特征在于：所述中心盤（41)的上表面上設置有 若千焊接觸點。
【文檔編號】H01M10/30GK104218264SQ201410096465
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權日:2014年3月14日
【發(fā)明者】趙順昌 申請人:深圳市倍特力電池有限公司