專利名稱：可充電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于可充電池，尤其是包括卷繞式電極組的可充電池，以及可充電池的負(fù)極電極片。
背景技術(shù)：
可充電池的電池電極組通常包括一塊正極電極片，一塊負(fù)極電極片以及將正極電極及負(fù)極電極片分隔的分隔片。分隔片通常是具有氣孔的絕緣片，使正負(fù)極片可透過(guò)分隔片里的電解液進(jìn)行作用。卷繞式充電池為一種常見(jiàn)的可充電池，其包括一組卷繞式的電池極片組。卷繞式充電池的電極片組的負(fù)極電極片使用的物料包括活性物料尤其昂貴。而現(xiàn)在的卷繞式電池 未有對(duì)負(fù)極活性料充分利用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供的一種可充電池包括一個(gè)卷繞式電池電極片組，其中，電池的負(fù)極電極片包括一負(fù)極金屬基片及涂于負(fù)極金屬基片兩面上的活性物料，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面上的活性物料的厚度較所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面上的活性物料的厚度低，所述活性物料的厚度是在金屬基片一面上的活性物料的厚度。通過(guò)控制負(fù)極電極片上兩個(gè)表面涂層的厚度，可減少電池負(fù)極電極片上的活性物料的用量而同時(shí)維持電池容量。由于負(fù)極電極片兩面的活性物料得到更有效的利用，因此在活性物料涂層總用料重量不變的情況下，負(fù)極的有效容量密度(mAh/g)顯著提升。所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面為所述卷繞式電池電極片組的最外面。在所述卷繞式電池電極片組最內(nèi)面的所述負(fù)極電極片的活性物料的厚度較所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度低。在所述卷繞式電池電極片組最內(nèi)面的所述負(fù)極電極片的活性物料的厚度為所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度的0-80%。所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面的活性物料的厚度為所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度的0-80%。在所述卷繞式電池電極片組最內(nèi)面的所述負(fù)極電極片面對(duì)所述卷繞式電池電極片組的中空空間。所述可充電池為鎳氫可充式電池，所述負(fù)極金屬基片為鎳片。所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度在O. 3mm與O. 4mm之間。在金屬基片面上的活性物料的厚度因應(yīng)在所述金屬基片表面上的不同長(zhǎng)度位置而改變。在一個(gè)實(shí)施例中，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面的活性物料的厚度為所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度的0%-80%。由于負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面占負(fù)極電極片長(zhǎng)度的頗大比例，因此減少此面上的活性物料厚度能在不影響電池性能的情況下提升活性物料的容量密度。

本實(shí)用新型將通過(guò)以下具體實(shí)施例作為例子，其中圖I為本新型充電池的卷繞式電池電極組的斜視圖；圖2A為圖I中負(fù)極電極片的側(cè)視示意圖；圖2B為圖2A負(fù)極電極片的斜視圖；圖3為隔膜紙的斜視圖；圖4為隔膜紙，正極片及負(fù)極片的半組合件； 圖5為將圖4的半組合件卷繞成卷繞式電池電極組的過(guò)程的示意圖；圖6為繞卷式電池電極組的成品示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行具體說(shuō)明。圖I所示的電極組100為卷繞式可充電電池電極組的一個(gè)具體實(shí)施例。其中，電極組100包括正極電極片110，負(fù)極電極片120以及置于正、負(fù)極電極片之間以隔離正、負(fù)極電極片的分隔片130。將此卷繞式電極組100插入一個(gè)圓筒形金屬殼體，并將電極組的負(fù)極電極片與圓筒形金屬殼體上的線接頭連接，之后向金屬殼體中注入電解液，最后密封金屬殼體，即形成了一個(gè)具有卷繞式電極組的可充電電池。卷繞式電極組適用于制造多種型號(hào)的可充電池，包括標(biāo)準(zhǔn)AA，AAA, C和D型。本實(shí)施例中的電極組為鎳氫(Nickel Metal Hydride, NiMH)電極組。鎳氫電極組被組裝入金屬殼體即形成典型的鎳氫可充電電池。鎳氫可充電電池的正極電極片是涂有氫氧化鎳(Ni (OH)2)的鎳片，鎳氧化物在正極電極片上形成活性區(qū)域。鎳氫可充電電池的負(fù)極電極片是涂有作為活性物料的氫吸藏合金的金屬基片。金屬基片采用鎳片。負(fù)極電極片上的活性物料選用金屬互化物，最常見(jiàn)的為AB5類。其中，A是稀土元素鑭、鈰、釹、鐠的混合物，B是鎳、鈷、錳和/或鋁。分隔片由可滲透聚丙烯或親水性聚烯烴無(wú)紡布制成。鎳氫電池單元使用堿性電解液。氫氧化鉀(KOH)溶液因其高導(dǎo)電性在鎳氫電池中被廣泛使用。因?yàn)橹圃炜沙潆婋姵氐脑媳热珂嚭拖⊥猎囟际职嘿F，而且因電池在充放電過(guò)程中進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在電極片的表層，因此電極片被制造成盡可能薄以降低成本同時(shí)減輕重量。另外，只有當(dāng)負(fù)極電極片的活性區(qū)域和與其相對(duì)且相鄰的正極電極片的活性區(qū)域大致重疊時(shí)，電化學(xué)反應(yīng)才能在此重疊區(qū)域發(fā)生。圖2A及圖2B所示的負(fù)極電極片包括涂有活性物料的金屬基片。金屬基片為鎳片或鍍鎳鐵片。金屬基片的上下兩側(cè)均涂有活性物料，使基數(shù)基片置于兩層活性物料之間。涂有活性物料的區(qū)域形成負(fù)極電極片的活性區(qū)域。與負(fù)極電極片相對(duì)但被分隔片隔開(kāi)的正極電極片上相對(duì)應(yīng)區(qū)域上也有一活性區(qū)域。正、負(fù)極電極板上的活性物料在正、負(fù)極電極板重疊的活性區(qū)域內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。如圖2A及圖2B所示，在鎳基片122的一面涂上活性物料形成負(fù)極電極片120的第一活性物料層124，在鎳基片122的另一面涂上活性物料形成負(fù)極電極片120的第二活性物料層126。負(fù)極電極片120為復(fù)合電極片，具體包括金屬基片122和第一 124、第二活性物料層126。負(fù)極電極片120繞卷繞軸160卷繞成為卷繞式負(fù)極電極片，且卷繞過(guò)程中，保持第一活性物料層124向內(nèi)，即面向軸160，第二活性物料層126向外，即背向軸160。卷繞過(guò)程結(jié)束后，因第一活性物料層126的第一縱向最遠(yuǎn)端125成為卷繞式負(fù)極電極片的最里端，并面向卷繞軸160抽離后所留下的中空空間。因?yàn)橹锌湛臻g并不提供可與負(fù)極電極片上的活性物料發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的活性物料，所以負(fù)極電極板上的此第一縱向最遠(yuǎn)端125上的活性物料并不參與電化學(xué)反應(yīng)，因此可相應(yīng)減少此端上的活性物料層的厚度。圖2A及圖2B中的第一縱向最遠(yuǎn)端125的厚度減少至第二活性物料層126的同一縱向側(cè)端(位于第一徑向最遠(yuǎn)端125之下)的厚度的50%。另一方面，第二活性物料層126的第二縱向最遠(yuǎn)端127沿金屬基片的長(zhǎng)度方向與第一縱向最遠(yuǎn)端125具有最大距離，即與第一縱向最遠(yuǎn)端125分別位于金屬基片122沿長(zhǎng)度方向的兩端。第二縱向最遠(yuǎn)端127是卷繞式負(fù)極電極片的最外層且面向外(背向軸)，同時(shí)與圓筒形金屬殼體的內(nèi)壁相連形成電池的負(fù)極。同樣地，第二縱向最遠(yuǎn)端127上的活性 物料因沒(méi)有可與之產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)的活性物料，不能參與電化學(xué)反應(yīng)，因此可相應(yīng)減少此端上的活性物料層的厚度。圖2A及圖2B中的第二縱向最遠(yuǎn)端127的厚度減少至第一活性物料層124的同一縱向側(cè)端(位于第二徑向最遠(yuǎn)端127之上)的厚度的50%。因第二活性物料層126的第二縱向最遠(yuǎn)端127為卷繞式負(fù)極電極片的最外層，并環(huán)繞住負(fù)極電極片的其它部分，因此第二縱向最遠(yuǎn)端127的長(zhǎng)度與圓筒形金屬殼體的內(nèi)壁圓周相關(guān)且一定大于第一縱向最遠(yuǎn)端125的長(zhǎng)度。圖4所示為包括分隔片，正極片及負(fù)極片的半組合件，即進(jìn)行卷繞操作之前的電極組狀態(tài)。帶有正集電器112的正極電極片110放置于圖3所示分隔片130的第一面上，且正極電極片110的較長(zhǎng)邊與分隔片130的較長(zhǎng)邊對(duì)齊，同時(shí)也使正集電極112的自由端沿與卷繞軸160平行的方向伸出。之后將分隔片130繞過(guò)卷繞軸160折起，使分隔片130的一部分位于其上放置有正極電極片110的分隔片130的另一部分之下，且使分隔片130上下兩部分的較長(zhǎng)邊對(duì)齊。負(fù)極電極片120插入分隔片130上下兩部分之間，保持負(fù)極電極片120的較長(zhǎng)邊與分隔片130的較長(zhǎng)邊平行或?qū)R。此時(shí)形成的電極組如圖4所示。之后，如圖5所示將電極組圍繞卷繞軸160進(jìn)行卷裝形成卷繞式電極組100，如圖6所示。卷裝完成后，將卷繞式電極組100插入并固定于一個(gè)圓筒形金屬殼體中，之后形成負(fù)極，然后經(jīng)過(guò)對(duì)金屬外殼上部進(jìn)行車(chē)坑，并向金屬殼體中注入堿性電解液，放絕緣墊圈，放頂組合，封口，活化等正常電池電池生產(chǎn)工序，即形成了一個(gè)具有卷繞式電極組的鎳氫可充電電池。如圖6所示，負(fù)極電極片120上的第二活性物料層126的第二縱向最遠(yuǎn)端127形成了卷繞式電極組100的最外端，而此端上活性物料厚度的減少節(jié)約了成本卻并不影響電池的效能。上述實(shí)施例僅限于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明并非用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制。本實(shí)用新型還可采用其它方案以實(shí)現(xiàn)此實(shí)用新型的目的，比如，具體實(shí)施例中將兩縱向最遠(yuǎn)端的厚度減少至另一活性物料層的同一縱向側(cè)端的厚度的50%，但在具體實(shí)施中可將厚度設(shè)置為同一側(cè)的另一活性物料層的厚度的O至80%。具體實(shí)施例中以鎳氫電池為例，但其它具有卷繞式電極組的可充電電池均適用于本實(shí)用新型。此外，具體實(shí)施例中將負(fù)極電極片的最外端與金屬殼體的內(nèi)壁連接形成電池的負(fù)極，實(shí)際上，可連接負(fù)極電極片的最內(nèi)端或其他部分以形成電池的負(fù)極。又例如，具體實(shí)施例中負(fù)極電極片的總厚度在負(fù)極電極片的兩端間是一致的，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可理解負(fù)極電極片的厚度可因應(yīng)活性物料的厚度減少而隨之減少而不影響負(fù)極電極片的性能?！?br> 權(quán)利要求1.一種可充電池，包括一個(gè)卷繞式電池電極片組，其中，所述可充電池的負(fù)極電極片包括一負(fù)極金屬基片及涂于負(fù)極金屬基片兩面上的活性物料，其特征在于，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面上的活性物料的厚度較所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面上的活性物料的厚度低，所述活性物料的厚度是在金屬基片一面上的活性物料的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可充電池，其特征在于，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面的活性物料的厚度為所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度的0% -80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可充電池，其特征在于，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面為所述卷繞式電池電極片組的最外面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可充電池，其特征在于，在所述卷繞式電池電極片組最內(nèi)面的所述負(fù)極電極片的活性物料的厚度較所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電池，其特征在于，在所述卷繞式電池電極片組最內(nèi)面的所述負(fù)極電極片的活性物料的厚度為所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度的0-80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可充電池，其特征在于，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面的活性物料的厚度為所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度的0-80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電池，其特征在于，在所述卷繞式電池電極片組最內(nèi)面的所述負(fù)極電極片面對(duì)所述卷繞式電池電極片組的中空空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可充電池，其特征在于，所述可充電池為鎳氫可充式電池，所述負(fù)極金屬基片為鎳片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可充電池，其特征在于，所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面的活性物料的厚度在O. 3mm與O. 4mm之間。
10.一種可充電池電池的負(fù)極電極片，包括一負(fù)極金屬基片及涂于負(fù)極金屬基片兩面的活性物料，其特征在于，在金屬基片面上的活性物料的厚度因應(yīng)在所述金屬基片表面上的不同長(zhǎng)度位置而改變。
專利摘要本實(shí)用新型提供的一種可充電池，包括一個(gè)卷繞式電池電極片組，其中，電池的負(fù)極電極片包括一負(fù)極金屬基片及涂于負(fù)極金屬基片兩面上的活性物料，所述負(fù)極電極片面對(duì)負(fù)極電流收集面的一面上的活性物料的厚度較所述負(fù)極電極片面對(duì)正極電極片一面上的活性物料的厚度低，所述活性物料的厚度是在金屬基片一面上的活性物料的厚度。通過(guò)控制負(fù)極電極片上兩個(gè)表面涂層的厚度，可減少電池負(fù)極電極片上的活性物料的用量而同時(shí)維持電池容量。由于負(fù)極電極片兩面的活性物料得到更有效的利用，因此在活性物料涂層總用料重量不變的情況下，負(fù)極的有效容量密度顯著提升。
文檔編號(hào)H01M10/30GK202616361SQ201120521690
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者游沛業(yè), 蔡晉春, 于紅帥 申請(qǐng)人:惠州時(shí)代電池有限公司