[發明專利]具有負極罐體的圓柱形鎳鋅電池

無效

• 申請號: 200910203934.4
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN101557010A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: J·菲利普斯;F·J·克魯戈;S·薩瑪萊什;S·克林頓;E·M·利曼諾斯基;J·趙;C·馬斯克;范正剛
• 申請（專利權）人: 鮑爾熱尼系統公司
• 主分類號: H01M10/24
• 分類號: H01M10/24;H01M10/28;H01M2/02;H01M4/66;H01M2/10;H01M2/26;H01M2/34;H01M4/24;H01M2/08;H01M2/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李 帆

技術領域

本發明總體上涉及鎳鋅蓄電池。更具體地，本發明涉及圓柱形鎳鋅電池的物理設計和構造。

背景技術

便攜設備的最近趨勢對適合用戶使用以代替一次蓄電池或不可再充電蓄電池的環境友好的可再充電蓄電池提出了增加的需求和要求。常規可再充電堿性蓄電池，例如鎳-金屬氫化物或鎳鎘蓄電池，具有負極罐體和正極蓋體。圓柱形鎳鋅電池可被設計為與常規堿性蓄電池反向或相反的極性。在反向極性設計中，蓄電池的排氣蓋體為負極端而圓柱形殼體或罐體為蓄電池正極端。該反向極性設計在負極端處提供了低阻抗和低的析氫。當反向極性設計用于電動便攜設備如電動工具(power?tool)時，由于可再充電蓄電池可以內置于設備中或被獨立地包裝或裝入，因此并不會對用戶產生影響。然而，當單獨提供電池時，用戶可能會誤操作反向極性電池，以及因將反向極性電池當作常規極性電極使用或充電而導致對電池或裝置產生損害。

為了制造可被大量用戶使用的單體電池，需要為鎳鋅電池尋找常規極性電池設計，該設計在負極端處提供良好阻抗和氫復合。

發明內容

由負極罐體、正極蓋體、以及內部的電化學活性正極材料和負極材料的卷繞體(jelly?roll)構成鎳鋅蓄電池組電池。罐體的內表面用可通過涂覆或鍍覆到罐上的防腐蝕材料保護。通過折疊鎳基材以接觸正極集流盤來實現卷繞體與蓋體之間的良好電接觸。

一方面，本發明涉及蓄電池組電池，其包括罐體、位于罐體底部的負極集流盤、位于負極集流盤上方的卷繞體、位于卷繞體上方的正極集流盤、與集流盤相連接但與罐體電絕緣的排氣組件。電池在排氣組件與罐體邊緣的交界處密封。該罐體包括底部和圓柱形側面。罐體包括防腐蝕材料。負極集流盤與罐體電接觸。卷繞體包括正電極、負電極以及一個或多個位于其間的分隔體。負電極與負極集流盤電接觸，且正電極與正極集流盤電接觸。排氣組件位于正極集流盤頂部。

可以包括防腐蝕材料作為電池一部分，要么作為罐體的一部分，要么作為獨立元件。作為罐體的一部分，防腐蝕材料可以具有罐體本身或涂層的組成或者至少鍍覆在罐體內表面上。可以涂布涂層或者另外用如焊接、包覆或其它粘接技術的技術來施加涂層。還以通過電鍍或無電鍍覆的方式向罐體的內表面上鍍覆該材料。防腐蝕材料可以是銅、錫、銅/錫合金、鋅、銀、導電碳、黃銅或其組合。在一個實施方案中，防腐蝕材料是涂覆或噴涂在罐體上的導電碳涂料。在其它實施方案中，防腐蝕材料是鍍覆錫或者錫和銅的鍍覆雙層。在另外的實施方案中，防腐蝕材料是鍍覆鋅、銅或銀。其它實施例包括具有組成基本為超過50％，優選超過75％的銅、鋅、錫或黃銅的罐體。作為獨立元件，所述防腐蝕材料可以是在周邊包裹卷繞體的分隔體、金屬片或箔。所述防腐蝕材料可附著于卷繞體或罐體。

需要防腐蝕材料，因為鋅負電極材料與負極罐體接觸以更好地導電和導熱。然而如上所述，鋅和罐體材料之間的腐蝕反應可對電池造成損害。

防腐蝕材料也可以是負極集流體的一部分。所述負極集流體的防腐蝕材料可以是與罐體的防腐蝕集流器相同或不同的材料。通常，向罐上附加或施加防腐蝕材料的方法也適用于集流體。

以下將通過參考附圖進一步討論這些和其它的特征和優點。

附圖說明

圖1是鋅電極中的電荷傳遞和質量傳遞反應的圖解。

圖2A是依據本發明不同實施方案的電池的分解圖。

圖2B是依據本發明不同實施方案的電池的橫截面圖。

圖3A和3B是依據本發明不同實施方案的電池各部分的橫截面圖。

圖4是從電池頂部看到的排氣蓋體圖。

圖5是依據本發明不同實施方案的示例性電池設計的分解圖。

6是依據本發明不同實施方案的卷繞體部件的相關位置示意圖。

具體實施方式

在此，在設計和制造鎳鋅電池的背景中描述本發明的實施方案。本領域普通技術人員會認識到本發明的以下描述僅為說明性的而并不意圖以任何形式進行限制。本發明的其它實施方案具有本公開中的優點，這對于本領域技術人員是顯而易見的。例如，防腐蝕材料可以采用其它工序施加在電池罐體內部。

下面將詳細參考在附圖中所說明的本發明的具體實施。在本申請中，可交換地使用術語“蓄電池”和“電池”，這樣的術語使用在討論的上下文中是清楚的。

簡介