專利名稱：二次電池及其負(fù)電極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筒形繞制片層結(jié)構(gòu)的鎳金屬氫化物二次電池，該筒形繞制片層結(jié)構(gòu)由一個(gè)正極板、一個(gè)負(fù)極板、和一個(gè)介于二者之間的隔離板組成，更具體地涉及負(fù)極。
大部分二次電池是鎳鎘電池。然而這種電池儲(chǔ)電量小而且鎘會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染且儲(chǔ)電能力比鎳鎘電池高30～50％的堿性鎳金屬氫化物二次電池有取代鎳鎘電池的趨勢(shì)。該鎳金屬氫化物電池包含一個(gè)金屬氧化物正極，和一個(gè)儲(chǔ)氫合金負(fù)極，具有高輸出功率。儲(chǔ)氫合金吸收充電過程中產(chǎn)生的氫，然后將其釋放到電解質(zhì)中。
通常，該鎳金屬氫化物電池包含正極板、負(fù)極板和介于二者之間的隔離板組成的筒形繞制片層結(jié)構(gòu)，能密封該片層結(jié)構(gòu)的保護(hù)殼和電解質(zhì)。在這種堿性二次電池中，負(fù)極需要一種支撐裝置以支撐如氫氧化鎳(Ni(OH)2)電解質(zhì)活性物質(zhì)，并作為電荷收集器。作為該支撐裝置，可使用泡沫鎳、纖維鎳、多孔金屬等。
參照附圖，

圖1A和圖1B表明了傳統(tǒng)堿金屬二次電池的負(fù)極結(jié)構(gòu)，由一個(gè)鍍有鎳的開孔狀鋼板構(gòu)成的支撐裝置，該鋼板的兩表面均涂敷有電解質(zhì)活性物質(zhì)的稀漿。當(dāng)有三維立體結(jié)構(gòu)的泡沫鎳或纖維鎳作為支撐裝置時(shí)，沒有傳導(dǎo)問題，但用開孔狀金屬板時(shí)，外部電解質(zhì)活性物質(zhì)1中的電傳導(dǎo)比在支撐裝置2中心處低的多。進(jìn)一步的說，在充電和放電過程中，電解質(zhì)活性物質(zhì)1易從支撐裝置上脫離出來。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)不用接頭片焊接而安裝在保護(hù)殼中時(shí)，由于其氧化及包含在電極中的粘合劑和添加劑，使活性物質(zhì)喪失了相當(dāng)大量的導(dǎo)電能力，在制作過程中易于與支撐裝置相脫離。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種防止電解質(zhì)活性物質(zhì)和支撐裝置相分離的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種增加堿性二次電池負(fù)極導(dǎo)電能力的方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改善堿性二次電池電極結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的方法。
按照本發(fā)明的實(shí)施方案，鎳金屬氫化物二次電池包含由正電極板、負(fù)電極和介于二者之間的隔離板構(gòu)成的筒形繞制片層結(jié)構(gòu)；能密封該筒形繞制片層結(jié)構(gòu)的保護(hù)殼；電解質(zhì)，其中負(fù)電極板包括電解質(zhì)活性物質(zhì)，用于支持電解質(zhì)活性物質(zhì)的開孔狀支撐板，該電解質(zhì)活性物質(zhì)被敷涂在所述的支撐板的兩個(gè)表面，以及導(dǎo)電網(wǎng)狀的輔助支撐裝置，它嵌在支撐板一個(gè)表面的活性物質(zhì)層中且恰好位于其表面下方，以輔助支持板的支持作用。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，它提供一種制造鎳金屬氫化物二次電池負(fù)電極的方法，該二次電池包括由正電極板、負(fù)電極板和介于二者之間的隔離板構(gòu)成的筒形繞制片層結(jié)構(gòu)，該方法包含如下步驟
制造一個(gè)鍍鎳開孔狀鋼板，制備電解質(zhì)活性物質(zhì)的稀漿，把稀漿涂敷到開孔狀鋼板兩面的表面上，把一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)狀輔助支撐裝置嵌入支撐板一個(gè)表面的活性物質(zhì)層中且使之恰好位于其表面下方，以及干燥支持板兩表面上的活性物質(zhì)層。
參照附圖通過實(shí)施例更詳細(xì)具體地說明本發(fā)明。
圖1A和圖1B說明了常規(guī)堿性二次電池負(fù)電極的結(jié)構(gòu)。
圖2是按本發(fā)明實(shí)施例的堿性二次電池的負(fù)電極的截面視圖。
圖3表明了輔助支撐板支撐作用的導(dǎo)電網(wǎng)狀輔助支持裝置。
圖4是表明本發(fā)明二次電池放電的特征曲線圖。
圖5表明了本發(fā)明二次電池的截面視圖。
參照?qǐng)D5，鎳金屬氫化物二次電池由筒形繞制片層結(jié)構(gòu)18制成，它由正電極板12、負(fù)電極板16和介于二者之間的隔離板14組成。電極金屬片層結(jié)構(gòu)18密封在盛有液體電解質(zhì)的保護(hù)殼10內(nèi)。蓋子組件20蓋在保護(hù)殼10的頂端。
參照?qǐng)D2，為了制造本發(fā)明二次電池的負(fù)電極，首先制造鍍鎳的開孔狀支持鋼板2。標(biāo)號(hào)3表示孔。開孔狀鋼板2的兩個(gè)表面都涂敷上電解質(zhì)活性物質(zhì)的稀漿。另外，如圖2所示，導(dǎo)電網(wǎng)狀輔助支持裝置4嵌在支持板2的一個(gè)表面活性物質(zhì)層中且恰好位于其表面之下。然后，將支持板兩表面涂敷的活性物質(zhì)層進(jìn)行干燥處理。該輔助支持裝置最好由優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電材料做成，且可為任意形狀。這種輔助支持裝置用來補(bǔ)償電解質(zhì)活性物質(zhì)的低導(dǎo)電性。
如圖3所示，提高了導(dǎo)電能力，并隨著導(dǎo)電網(wǎng)網(wǎng)眼尺寸的減小，活性物質(zhì)的脫離率也降低了，但電極組件上單位體積的儲(chǔ)電能力降低了。輔助支持裝置4可以嵌在負(fù)電極的兩表面中。如圖4所示，這種創(chuàng)造性的堿性二次電池有明顯改善的放電特征，所以它的充電和放電循環(huán)過程比普通電池提高了8％。而且本發(fā)明的電極組件可以不用接頭片就安裝在保護(hù)殼中，因此提高了效率。本發(fā)明使二次電池的制造中獲得了高生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種鎳金屬氫化物二次電池，它包含一個(gè)由正電極板、負(fù)電極板和介于二者之間的隔離板構(gòu)成的筒形繞制片層結(jié)構(gòu)；一個(gè)密封所述筒形繞制片層結(jié)構(gòu)的保護(hù)殼；電解質(zhì)，其中所述的負(fù)電極板包括電解質(zhì)活性物質(zhì)，用于支持電解質(zhì)活性物質(zhì)的開孔狀支撐板，該電解質(zhì)活性物質(zhì)涂敷在所述支撐板的兩個(gè)表面，以及一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)狀輔助支撐裝置，它嵌在支持板一個(gè)表面的活性物質(zhì)層中且恰好位于其表面下方，以輔助支持板的支持作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鎳金屬氫化物二次電池，其中所述的電解質(zhì)活性物質(zhì)是儲(chǔ)氫合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的鎳金屬氫化物二次電池，其中所述的電解質(zhì)活性物質(zhì)是Ni(OH)2。
4.一種制造鎳金屬氫化物二次電池負(fù)電極的方法，該二次電池由具有由正電極板、負(fù)電極板和介于二者之間的隔離板構(gòu)成的筒形繞制片層結(jié)構(gòu)，該方法包含如下步驟制造一個(gè)鍍鎳開孔狀鋼板；制備電解質(zhì)活性物質(zhì)的稀漿；將所說稀漿涂敷到開孔狀鋼板兩面的表面上；把一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)狀輔助支撐裝置嵌入支撐板一個(gè)表面的活性物質(zhì)層中且使之恰好位于其表面下方；以及干燥支持板兩表面的活性物質(zhì)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述的電解質(zhì)活性物質(zhì)是儲(chǔ)氫合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其中所述的電解質(zhì)活性物質(zhì)是Ni(OH)2。
全文摘要
本發(fā)明是一種鎳金屬氫化物二次電池，它包含由正電極板、負(fù)電極板和介于二者之間的隔離板構(gòu)成的筒形繞制片層結(jié)構(gòu)；密封筒形繞制片層結(jié)構(gòu)的保護(hù)殼；和電解質(zhì)，其中負(fù)電極板包括電解質(zhì)活性物質(zhì)、用于支持電解質(zhì)活性物質(zhì)的開孔狀支撐板，該電解質(zhì)活性物質(zhì)被涂敷到所述支持板的兩個(gè)表面，以及一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)狀輔助支撐裝置，它嵌在支持板一個(gè)表面的活性物質(zhì)層中且恰好位于其表面之下方，以輔助支撐板的支撐作用。
文檔編號(hào)H01M4/26GK1142693SQ95119139
公開日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1995年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月5日
發(fā)明者韓慶鎬 申請(qǐng)人:三星電管株式會(huì)社