一種電極片及其專用設(shè)備和高容量鎳氫電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電極片及其專用設(shè)備和高容量鎳氫電池，該電極片用作電池的正極片和/或負(fù)極片，具有至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段，該由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的最外層。該制作電極片的專用設(shè)備是預(yù)壓對(duì)輥，其包括一對(duì)并列設(shè)置的滾軸，兩個(gè)滾軸的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部均具有大于中間其它部位的直徑，預(yù)壓對(duì)輥的中間呈現(xiàn)一個(gè)中間寬兩端窄的滾壓間隙。該高容量鎳氫電池的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層。因?yàn)樵撾姵氐碾娦镜淖钔鈱悠交^(guò)渡至次外層，可以使得電芯的最外層到次外層的半徑差減小，這樣既可以避免最外層和次外層的半徑差導(dǎo)致的電池外殼被擠壓變形問(wèn)題，又可以充分利用外殼的空間，盡可能增大電池的容量。
【專利說(shuō)明】一種電極片及其專用設(shè)備和高容量鏡氫電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及電池，尤其涉及一種高容量鎳氫電池及其電極片和制作電極片的專用設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著無(wú)線電話、汽車、數(shù)碼產(chǎn)品等設(shè)備對(duì)二次電池的待機(jī)及使用時(shí)間要求越來(lái)越高，這種需求促進(jìn)了高容量二次電池的研發(fā)
[0003]鎳氫、鎳鎘電池是由正極、負(fù)極和隔膜卷繞而成電芯裝入鋼殼中，再注入電解液裝配而成。其中正、負(fù)極是由活性物質(zhì)涂覆于導(dǎo)電基體上，后續(xù)再通過(guò)高溫、輥壓制得。
[0004]在現(xiàn)行的鎳氫電池生產(chǎn)工藝中，為了提高電池容量，需要往鋼殼中填充更多的活性物質(zhì)，而在電池鋼殼容積一定的情況下，如何提高其內(nèi)部空間的利用率就成為填充更多的活性物質(zhì)的關(guān)鍵，現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是電池內(nèi)部的電芯結(jié)構(gòu)不盡合理，要么是不能填充更多的活性物質(zhì)，要么是無(wú)法充分利用電池外殼的內(nèi)部空間，還有的還會(huì)造成電芯裝入電池外殼時(shí)導(dǎo)致電池外殼擠壓變形而造成質(zhì)量隱患。故有必要做出改進(jìn)以制造更為安全可靠且能夠充分利用電池外殼內(nèi)容空間的高容量鎳氫電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明原理介紹如下:這樣需要提高鋼殼內(nèi)部的空間利用率。由于鎳氫電池采用卷繞的方式將正負(fù)極組合成電芯。電芯的最外層與次外層的半徑之差等于正、負(fù)極和隔膜的厚度。半徑差的存在導(dǎo)致了不能有效利用電芯最外層的剩余空間，同時(shí)由于電芯的最外層與次外層之間存在明顯的落差，導(dǎo)致電芯在裝入鋼殼的過(guò)程中容易把鋼殼擠壓變形，增加產(chǎn)品的質(zhì)量隱患。
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可避免電芯在裝入鋼殼的過(guò)程中容易把鋼殼擠壓變形增加產(chǎn)品的質(zhì)量隱患、同時(shí)能夠最大化電池容量的高容量鎳氫電池及其電極片，和制作該電極片的專用設(shè)備。
[0007]—種電極片，用作電池的正極片和/或負(fù)極片，該電極片具有至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段，且至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的最外層。
[0008]優(yōu)選的,所述由厚變薄的過(guò)渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6?1:7。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述由厚變薄的過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型。
[0010]一種制作電極片的專用設(shè)備，用于制造如前任一所述的電極片，所述專用設(shè)備是預(yù)壓對(duì)輥，其包括一對(duì)并列設(shè)置的滾軸，兩個(gè)滾軸的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部中至少一個(gè)均具有大于中間其它部位的直徑，預(yù)壓對(duì)輥的中間呈現(xiàn)一個(gè)中間寬兩端窄的滾壓間隙。
[0011]優(yōu)選的，所述預(yù)壓對(duì)輥的兩個(gè)滾軸的端部與其相鄰的靠中間的部位以倒角方式平滑過(guò)渡。
[0012]一種高容量鎳氫電池，該電池的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層。
[0013]優(yōu)選的，所述電芯的正極片和負(fù)極片均具有至少一個(gè)可使所述的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層的由厚變薄的過(guò)渡段，且至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的最外層。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述由厚變薄的過(guò)渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6?1:7。
[0015]再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述由厚變薄的過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是:因?yàn)樵撾姵氐碾娦镜淖钔鈱悠交^(guò)渡至次外層，可以使得電芯的最外層到次外層的半徑差減小，這樣既可以避免最外層和次外層的半徑差導(dǎo)致的電池外殼被擠壓變形問(wèn)題，又可以充分利用外殼的空間，盡可能增大電池的容量。
[0017]優(yōu)選的方案中，過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型，加工工藝簡(jiǎn)單，成本低，且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)
定可靠。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的預(yù)壓對(duì)輥主視圖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2a、2b分別是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有過(guò)渡段的負(fù)極片主視圖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電芯的結(jié)構(gòu)示意圖(為了顯示出層結(jié)構(gòu)，圖中各層之間沒(méi)有相互緊貼)。
[0021]圖4是圖3實(shí)施例的電芯的結(jié)構(gòu)另外一種示意圖(主要為了顯示最外層平滑過(guò)渡至次外層的這一特殊結(jié)構(gòu)，電芯的橫截面輪廓更接近于圓形，也即電池外殼的形狀)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面以采用泡沫鎳制作鎳氫電池正極片為例，對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]本實(shí)施例的高容量鎳氫電池的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層，以提高外殼的空間利用率。一個(gè)較佳的【具體實(shí)施方式】描述如下:
[0024]如圖3所示，所述電芯的最外層自外向內(nèi)依次包括負(fù)極片2、隔膜3和正極片1，此外層同樣依次包括負(fù)極片2、隔膜3和正極片I。所述負(fù)極片2如圖2a、2b所示，其兩端各自具有一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段21，其中一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段21處于卷繞后電芯的最外層。正極片I的結(jié)構(gòu)跟負(fù)極片2的類似，故不做贅述和圖示。這樣一來(lái)，卷繞后的電芯的最外層通過(guò)所述過(guò)渡段21可以平滑的向次外層過(guò)渡，使得電芯的橫截面外輪廓更接近于圓柱形，也就是更接近電池外殼的橫截面形狀，電芯裝入電池外殼后，電池外殼內(nèi)部幾乎沒(méi)有空隙，避免了內(nèi)部空間的浪費(fèi)。而且，也更易裝入，而不會(huì)破壞電池外殼?，F(xiàn)有技術(shù)的電芯因最外層和次外層之間存在半徑差(差值等于正極片1、負(fù)極片2和隔膜3的厚度之和)，實(shí)際上有一個(gè)“臺(tái)階”，該“臺(tái)階”會(huì)導(dǎo)致電芯在裝入鋼殼的過(guò)程中容易把鋼殼擠壓變形，增加產(chǎn)品的質(zhì)量隱患。
[0025]為保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可靠性和降低產(chǎn)品的加工成本，所述負(fù)極片2的過(guò)渡段21經(jīng)滾壓成型。再者，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品的尺寸和結(jié)構(gòu)需要，所述由厚變薄的過(guò)渡段21的最薄端和最厚端的厚度比是1:6?1:7。正極片I的加工和最終結(jié)構(gòu)與負(fù)極片2 —樣。
[0026]用于滾壓成型所述正極片I和負(fù)極片2的專用設(shè)備可采用如圖1所示的預(yù)壓對(duì)輥4，其包括一對(duì)并列設(shè)置的滾軸，兩個(gè)滾軸的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部41均具有大于中間其它部位的直徑，預(yù)壓對(duì)輥4的中間呈現(xiàn)一個(gè)中間寬兩端窄的滾壓間隙。這樣經(jīng)過(guò)該預(yù)壓對(duì)輥4的滾壓，即可得到具有由厚變薄的過(guò)渡段21的正極片I和負(fù)極片2。此外，為了使正極片I和負(fù)極片2的結(jié)構(gòu)更加適合于卷繞等后續(xù)工序，所述預(yù)壓對(duì)輥4的兩個(gè)滾軸的端部41與其相鄰的靠中間的部位以倒角方式平滑過(guò)渡，這樣，加工出來(lái)的負(fù)極片2的過(guò)渡段21的厚度也是由厚到薄平滑過(guò)渡，能夠避免厚度突然變化帶來(lái)的問(wèn)題。
[0027]前述【具體實(shí)施方式】中，所述負(fù)極片2也可以是只有一個(gè)端部具有由厚變薄的過(guò)渡段21，只要該由厚變薄的過(guò)渡段21在卷繞后處于卷芯的外側(cè)，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效
果O
[0028]本實(shí)施例的制作方法，包括如下步驟:
[0029]預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體:其中的特定形狀是指所述導(dǎo)電基體至少一端具有由厚變薄的過(guò)渡段21，通過(guò)前述如圖1所述的專用設(shè)備即可制得。
[0030]涂覆并經(jīng)過(guò)粉箱填充活性物質(zhì)至所述導(dǎo)電基體:此步驟跟現(xiàn)有技術(shù)的做法一致即可。
[0031]輥壓所述導(dǎo)電基體得到正/負(fù)電極片:該步驟在前面預(yù)制后的導(dǎo)電基體的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因發(fā)泡鎳導(dǎo)電基體經(jīng)過(guò)所述的預(yù)壓對(duì)輥4預(yù)壓后，呈現(xiàn)中間厚且平、兩端逐漸變薄的結(jié)構(gòu)，即過(guò)渡段21，所以在輥壓成電極片(包括正極片和負(fù)極片)的過(guò)程中，兩端的過(guò)渡段21仍可保持預(yù)壓后的形狀，只是兩個(gè)之間的部位會(huì)過(guò)渡段21變薄，以符合使用的要求。此時(shí)，電極片的邊緣側(cè)面看呈一個(gè)銳角，銳角大小的選擇與電芯直徑有關(guān)，角度太小時(shí)極片邊緣會(huì)預(yù)壓較多，導(dǎo)致活性物質(zhì)涂敷量減少，這樣極片過(guò)渡會(huì)比較好，但是對(duì)電芯容量發(fā)揮有影響。
[0032]疊置所述正極片、隔膜和負(fù)電極片并卷繞后得到最外層平滑過(guò)渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率。經(jīng)本步驟之后制得的高容量鎳氫電池的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，其最外層平滑過(guò)渡至次外層，能夠盡可能的減小最外層和次外層的半徑差。
[0033]將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池。因?yàn)榍懊娌襟E得到的電芯的最外層和次外層的半徑差已經(jīng)很小，故此步驟中不會(huì)對(duì)電池外殼造成不良影響，且電芯能夠最大幅度的充滿電池外殼，從而消除安全隱患并提升電池的容量。
[0034]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電極片，用作電池的正極片和/或負(fù)極片，其特征是:該電極片具有至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段，且至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的最外層。
2.如權(quán)利要求1所述的電極片，其特征是:所述由厚變薄的過(guò)渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6?1:7。
3.如權(quán)利要求1所述的電極片，其特征是:所述由厚變薄的過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型。
4.一種制作電極片的專用設(shè)備，用于制造如權(quán)利要求1-3任一所述的電極片，其特征是:所述專用設(shè)備是預(yù)壓對(duì)輥，其包括一對(duì)并列設(shè)置的滾軸，兩個(gè)滾軸的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部中至少一個(gè)均具有大于中間其它部位的直徑，預(yù)壓對(duì)輥的中間呈現(xiàn)一個(gè)中間寬兩端窄的滾壓間隙。
5.如權(quán)利要求4所述的制作電極片的專用設(shè)備，其特征是:所述預(yù)壓對(duì)輥的兩個(gè)滾軸的端部與其相鄰的靠中間的部位以倒角方式平滑過(guò)渡。
6.一種高容量鎳氫電池，其特征在于:該電池的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層； 所述電芯的正極片和負(fù)極片均具有至少一個(gè)可使所述的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層的由厚變薄的過(guò)渡段，且至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的最外層。
7.如權(quán)利要求6所述的高容量鎳氫電池，其特征在于:所述由厚變薄的過(guò)渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6?1:7。
8.如權(quán)利要求7所述的高容量鎳氫電池，其特征在于:所述由厚變薄的過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型。
【文檔編號(hào)】H01M10/28GK203434250SQ201320315037
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】梁德聲, 唐蔚, 莫元妙 申請(qǐng)人:深圳市量能科技有限公司