一種方形鎳系二次電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種方形鎳系二次電池。本實(shí)用新型的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種方形鎳系二次電池，包括封裝有電解液的殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的極板組，所述的極板組兩側(cè)與殼體之間分別設(shè)有開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考蛘哂蓧|板與彈性部件組成的壓緊機(jī)構(gòu)，所述殼體的側(cè)壁與塑料蓋通過(guò)耐堿膠黏劑密封在一起。本實(shí)用新型中由于彈性部件在電池使用前期起支撐作用，在后期起受力作用，使極板組不管是在化成的前期還是在使用的后期都處于接觸緊湊狀態(tài)，這樣就能夠降低電池內(nèi)阻，提高電池的放電平臺(tái)和大電流放電性能；彈性部件的使用也使得電池極板組的松緊度維持在一個(gè)合理的范圍，有利于充放電時(shí)電解液的自由進(jìn)出，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于鎳系二次電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種加裝彈簧部件的方形鎳系 二次電池。 一種方形鎳系二次電池

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國(guó)內(nèi)方形鎳系二次電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一種是在有一定松緊度保證的情況 下直接將極板組裝入電池殼體中（見(jiàn)附圖1)，另一種是先將極板組捆扎后再裝入電池殼體 中（見(jiàn)附圖2)。前者的缺點(diǎn)是電池在循環(huán)前期的充放電中極板組因不受限制而過(guò)早地過(guò)度 膨脹，影響電池的使用壽命，另外由于電池使用初期極組中正負(fù)極片的松散接觸，電池內(nèi)阻 較大，大電流放電能力受到一定影響。后者的缺點(diǎn)是電池在使用后期由于極板組本身的膨 脹和捆扎的影響，電解液進(jìn)出極板組將越來(lái)越困難，造成電池容量衰減，壽命縮短，充電電 壓升高，放電平臺(tái)降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種加裝彈性部件的方形鎳系二次 電池，該彈性部件可以使電池極板組一直處于緊密接觸狀態(tài)，電池充放電的極化減小，提高 電池的大電流放電性能，另外彈性部件的使用也使得電池極板組的松緊度維持在一個(gè)合理 的范圍，有利于充放電時(shí)電解液的自由進(jìn)出，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種方形鎳系二次電池，包括封裝有電解液的殼體和 設(shè)置于殼體內(nèi)的極板組，其特征在于：所述的極板組兩側(cè)與殼體之間分別設(shè)有開(kāi)扇形金屬 彈性部件或者由墊板與彈性部件組成的壓緊機(jī)構(gòu)，所述殼體的側(cè)壁與塑料蓋通過(guò)耐堿膠黏 劑密封在一起。
[0005] 本實(shí)用新型所述的開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考牟馁|(zhì)為彈簧鋼、不銹鋼或鍍鎳鋼片。
[0006] 本實(shí)用新型所述的墊板為金屬墊板或非金屬墊板，非金屬墊板的材質(zhì)為聚丙烯、 聚乙烯或聚四氟乙烯。
[0007] 本實(shí)用新型所述的彈性部件為開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考虿ɡ诵谓饘購(gòu)椥圆考?br> [0008] 本實(shí)用新型所述的方形鎳系二次電池為鐵鎳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池或鋅鎳電 池。
[0009] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)由于彈性部件在電池使用前期起 支撐作用，在后期起受力作用，使極板組不管是在化成的前期還是在使用的后期都處于接 觸緊湊狀態(tài)，這樣就能夠降低電池內(nèi)阻，提高電池的放電平臺(tái)和大電流放電性能；（2)彈性 部件的使用也使得電池極板組的松緊度維持在一個(gè)合理的范圍，有利于充放電時(shí)電解液的 自由進(jìn)出，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中自由極板組的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是現(xiàn)有技 術(shù)中捆扎式極板組的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3的側(cè)視圖，圖5是本實(shí)用新型中開(kāi)扇式彈簧片 的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是圖5的側(cè)視圖，圖7是裝有本實(shí)用新型開(kāi)扇式彈簧片的方形鎳系二次 電池的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖7的側(cè)視圖。
[0011] 圖面說(shuō)明：1、極板組，2、開(kāi)扇式金屬?gòu)椥圆考?、隔膜，4、墊板。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解 為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技 術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0013] 實(shí)施例1
[0014] -種方形鎳系二次電池，包括封裝有電解液的殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的極板組1，所 述的極板組1兩側(cè)與殼體之間分別設(shè)有開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考?,所述殼體的側(cè)壁與塑料蓋 通過(guò)耐堿膠黏劑密封在一起。所述的開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考?的材質(zhì)為彈簧鋼、不銹鋼或鍍 鎳鋼片。所述的方形鎳系二次電池為鐵鎳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池或鋅鎳電池。
[0015] 本實(shí)用新型的另一種形式為：一種方形鎳系二次電池，包括封裝有電解液的殼體 和設(shè)置于殼體內(nèi)的極板組，所述的極板組兩側(cè)與殼體之間分別設(shè)有由墊板4與彈性部件組 成的壓緊機(jī)構(gòu)，所述殼體的側(cè)壁與塑料蓋通過(guò)耐堿膠黏劑密封在一起。所述的墊板4為金 屬墊板或非金屬墊板，非金屬墊板的材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。所述的彈性部件 為開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考?或波浪形金屬?gòu)椥圆考?。所述的方形鎳系二次電池為鐵鎳電池、 鎘鎳電池、氫鎳電池或鋅鎳電池。
[0016] (1)將燒結(jié)式鎳正極板、發(fā)泡式鐵負(fù)極板用聚烯烴隔膜3包繞成初級(jí)極板組；（2) 在極板組兩側(cè)加裝開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考?或者由墊板4與彈性部件組成的壓緊機(jī)構(gòu)；（3) 用螺絲和螺母將正極的極耳和負(fù)極的極耳裝配在集流柱上，組成極板組1 ; (4)制得的極 板組1裝入殼體內(nèi)，蓋上塑料蓋，用耐堿膠黏劑或超聲波焊接使殼體與蓋子密封在一起，然 后在正、負(fù)集流柱上套上密封圈和墊片，并用螺絲將集流柱緊固在塑料蓋上；（5)加注電解 液，向殼體內(nèi)注入摩爾濃度為5-6mol/L的氫氧化鉀水溶液（內(nèi)含0. 3-0. 5mol/L的氫氧化 鋰)，注入的電解液液面高度以淹沒(méi)安裝在步驟（3)的殼體中的極板組15毫米為宜，放置12 小時(shí)；（5)活化：將步驟（4)制得的電池以0. 2C充電10小時(shí)，停30分鐘，以0. 2C放電至 1. 0V，重復(fù)3次充放電進(jìn)行活化處理，即得到鐵鎳蓄電池。
[0017] 對(duì)比實(shí)施例2
[0018] ( 1)將燒結(jié)式鎳正極板、發(fā)泡式鐵負(fù)極板用聚烯烴隔膜包繞成極板組；（2)用螺絲 和螺母將正極的極耳和負(fù)極的極耳裝配在集流柱上，組成極板組；（3)制得的極板組裝入 殼體內(nèi)，蓋上塑料蓋，用耐堿膠黏劑或超聲波焊接使殼體與蓋子密封在一起，然后在正、負(fù) 集流柱上套上密封圈和墊片，并用螺絲將集流柱緊固在塑料蓋上；（4)加注電解液，向殼體 內(nèi)注入摩爾濃度為5-6mol/L的氫氧化鉀水溶液（內(nèi)含0. 3-0. 5mol/L的氫氧化鋰)，注入的 電解液液面高度以淹沒(méi)安裝在步驟（3)的殼體中的極板組15毫米為宜，放置12小時(shí)；（5) 活化：將步驟（4)制得的電池以0. 2C充電10小時(shí)，停30分鐘，以0. 2C放電至1. 0V，重復(fù)3 次充放電進(jìn)行活化處理，即得到鐵鎳蓄電池。
[0019] 對(duì)比實(shí)施例3
[0020] (1)將燒結(jié)式鎳正極板、發(fā)泡式鐵負(fù)極板用聚烯烴隔膜包繞成極板組；（2)用螺 絲和螺母將正極的極耳和負(fù)極的極耳裝配在集流柱上，組成極板組；（3)用包扎帶（PP材 質(zhì)）分別在極板組上下的三分之一處進(jìn)行捆扎；（4)制得的極板組裝入殼體內(nèi)，蓋上塑料 蓋，用耐堿膠黏劑或超聲波焊接使殼體與蓋子密封在一起，然后在正、負(fù)集流柱上套上密封 圈和墊片，并用螺絲將集流柱緊固在塑料蓋上；（5)加注電解液，向殼體內(nèi)注入摩爾濃度為 5-6mol/L的氫氧化鉀水溶液（內(nèi)含0. 3-0. 5mol/L的氫氧化鋰)，注入的電解液液面高度以 淹沒(méi)安裝在步驟（3)的殼體中的極板組15毫米為宜，放置12小時(shí)；（6)活化：將步驟（4) 制得的電池以〇. 2C充電10小時(shí)，停30分鐘，以0. 2C放電至1. 0V，重復(fù)3次充放電進(jìn)行活 化處理，即得到鐵鎳蓄電池。
[0021] 取實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例2-3制得的電池做試驗(yàn)：
[0022] 電池以0. 25C充電8小時(shí)，停30分鐘，以0. 2C放電至1. 0V，計(jì)算出電池放電容量。
[0023] 電池以0. 25C充電8小時(shí)，停30分鐘，以3C放電至0. 8V，計(jì)算出電池放電容量
[0024] 電池以0. 25C充電4小時(shí)，停30分鐘，然后以0. 5C放電至10V，作循環(huán)，當(dāng)容量到 初始容量的70%時(shí)停止，測(cè)試電池循環(huán)壽命。
[0025] 實(shí)施例1制得的電池與對(duì)比實(shí)施例2-3制得的電池的容量、放電能力和壽命的比 較，如下表：
[0026] 類(lèi)別 |〇. 2C放電容量|3C放電容量 |循環(huán)壽命(次） 實(shí)施例1 U854毫安時(shí)_ 11914毫安時(shí)1279 對(duì)比實(shí)施例2 1^45毫安時(shí) _ 10421毫安日廠(chǎng)1087 對(duì)比實(shí)施例3 |l3723毫安時(shí) |ll675毫安時(shí)|986
[0027] 結(jié)果可見(jiàn)，實(shí)施例1中由于加裝有彈簧部件開(kāi)扇形彈簧片，電池的3C放電容量是 〇. 2C容量的86%，僅按一定松緊度裝配的電池(對(duì)比實(shí)施例2) 3C放電容量是0. 2C容量的 76. 9%，而捆扎極組的電池(對(duì)比實(shí)施例3 )3C放電容量是0. 2C容量的85%，加裝彈簧部件的 電池循環(huán)壽命也比對(duì)比實(shí)施例2-3制得的電池要高。
[0028] 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理，主要特征和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離本實(shí)用新 型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保 護(hù)的本實(shí)用新型的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種方形鎳系二次電池，包括封裝有電解液的殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的極板組，其特 征在于：所述的極板組兩側(cè)與殼體之間分別設(shè)有開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆考蛘哂蓧|板與彈性部 件組成的壓緊機(jī)構(gòu)，所述殼體的側(cè)壁與塑料蓋通過(guò)耐堿膠黏劑密封在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形鎳系二次電池，其特征在于：所述的開(kāi)扇形金屬?gòu)椥圆?件的材質(zhì)為彈簧鋼、不銹鋼或鍍鎳鋼片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形鎳系二次電池，其特征在于：所述的墊板為金屬墊板或 非金屬墊板，非金屬墊板的材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形鎳系二次電池，其特征在于：所述的彈性部件為開(kāi)扇形 金屬?gòu)椥圆考虿ɡ诵谓饘購(gòu)椥圆考?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形鎳系二次電池，其特征在于：所述的方形鎳系二次電池 為鐵鎳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池或鋅鎳電池。
【文檔編號(hào)】H01M10/30GK203910931SQ201420324268
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】楊玉鋒, 李群杰, 李喜歌 申請(qǐng)人:河南創(chuàng)力新能源科技有限公司