[實用新型]負極集電體具有電鍍層的鈕扣電池

有效

• 申請號: 200920149781.5
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN201562714U
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 葉敏華
• 申請（專利權）人: 松柏(廣東)電池工業有限公司;松栢投資有限公司
• 主分類號: H01M6/04
• 分類號: H01M6/04;H01M10/24;H01M4/64;H01M4/66;H01M4/78
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 韓龍;閻娬斌

技術領域

本實用新型涉及堿性電池、特別是涉及一種堿性無汞鈕扣電池。

背景技術

傳統的堿性電池(包括鋅-二氧化錳電池及鋅-氧化銀電池等)，均加入汞，汞與電池負極金屬產生汞齊，以防止電池內負極鋅膏與電池負極負極集電體的鐵或不銹鋼基層之間反應而產生氫，造成電池氣脹及漏液。近年人類致力保護環境，世界各國先后推出了不少環保標準及法律，其中各國對汞的使用特別關注。汞，亦稱水銀，毒性非常高，口服、吸入或接觸后可導致腦和肝的損傷。

為了減少使用汞，堿性柱型及鈕扣電池已發現在其電池負極金屬表面電鍍上氫過電位較高的材料(如銦、錫等金屬)以取代汞，成功防止電池內鋅膏與負極集電體的鋼鐵或不銹鋼基層之間反應而產生氫氣。但這些做法還是未能完全解決電池氣脹及漏液等問題，其防氣脹、防漏液的穩定性、惡劣環境存放測試及較嚴格的破壞性試驗，相對傳統含汞的堿性電池，均不理想。因此，很多研究針對現時負極集電體各電鍍層的的弱點而展開，包括最底層的鎳鍍層或銅層，之后電鍍上的銦鍍層、錫鍍層或各合金鍍層有針孔及鍍層不均勻等缺點。

從電鍍層解剖分析，現在的電池負極集電體內無論電鍍上鎳層、銅層，再電鍍上銦層或錫層、銦合金層、錫合金層等，均發現負極集電體內的折彎部位(參考本實用新型圖1顯示出的鈕扣電池的負極集電體的剖視圖，A位置)，由于其形狀的關系，很難均勻地電鍍上金屬層，這個問題成為鍍層的弱點，使電池內鋅膏與負極集電體的鋼鐵或不銹鋼基層之間反應而產生氫氣，出現了未能完全解決電池氣脹及漏液的現象。

發明內容

本實用新型專利的目的在于提供一種更有效、均勻、少孔隙、更薄、價格便宜的電鍍層、并能更有效防止氣脹和漏液的無汞鈕扣電池。

一種負極集電體具有電鍍層的鈕扣電池，包括：負極集電體1、負極鋅膏2、隔膜3、絕緣密封圈4、正極粉餅5及正極殼體6；正極粉餅5填充在正極殼體6的底部，隔膜3設置于正極粉餅上，隔開正極粉餅與負極鋅膏，負極鋅膏2填充于負極集電體1的凹部內，上述絕緣密封圈4設置在上負極集電體1與正極殼體6之間，其特征在于：

負極集電體1的內外面電鍍有鎳鍍層8作為底層，在負極集電體的內凹面上，在鎳鍍層8上還電鍍有一層銦層、錫層、銦合金層、錫合金層或銦-錫合金層10。

在負極集電體的內凹面上，在鎳鍍層8和銦層、錫層、銦合金層、錫合金層或銦-錫合金層10之間還電鍍有一層銅層或含銅合金層9。

上述含銅合金層9為鋅銅合金層或銅鉍合金層。

上述銅層或含銅合金層9及銦層、錫層、銦合金層、錫合金層或銦-錫合金層10由負極集電體1內凹面覆蓋至負極集電體外表面不超出負極集電體頂面11。

上述鎳鍍層8，銅層或含銅合金層9及銦層、錫層、銦合金層、錫合金層或銦-錫合金層10的厚度分別在0.1μm至5μm之間。

上述銅層或含銅合金層9及銦層、錫層、銦合金層、錫合金層或銦-錫合金層10的厚度分別在0.1μm至2μm之間。

所述正極粉餅5為二氧化錳或二氧化錳及氧化銀的混合物。

所述負極鋅膏2含有氧化銦或氫氧化銦，并填充于負極集電體凹部內。

負極集電體由一層鐵片或者不銹鋼片制成，周邊有U形回折部。

電解液中具有增加導電度的電解質。

根據法拉第定律(Faraday′s?Law)金屬的還原速率與電流的大小成正比。然而，若金屬還原速率太快，會造成金屬沉積鍍件上時，外表面還原速較快將洞口封死，形成洞內留下孔隙，致使鍍層不密致，不平均及有孔隙。

因此，本實用新型專利通過(1)添加增加導電度的電解質；(2)降低電鍍電流使電鍍層更均勻、致密、更薄來克服現有技術電池氣脹及漏液等現象。

本實用新型與現有技術比較的優點及效果為：

(1)添加了增加導電度的電解質能提高金屬離子濃度，大大提高了金屬離子的傳送速率，有助將足夠的金屬離子帶到反應位置。特別是當鍍件形狀凹凸及不規則，在電鍍時，形狀凹凸及不規則形的鍍件的不同位置其電位有所不同，高電位電鍍金屬層或合金層變厚，低電位電鍍金屬層或合金層變薄，造成不均勻的金屬層或合金層，因而成為電鍍層的弱點。添加了增加導電度的電解質則有效解決此問題，電鍍出均勻的鍍層。

(2)研究發現通過使用較低電流進行電鍍，并添加增加導電度的電解質，能有效降低金屬還原的速率，使各電鍍層(包括鎳層、銅層，以及其后再電鍍上的銦層、錫層、銦合金層、錫合金層等)結構中的金屬或合金沉積充填達到均勻分布且不含任何空隙。