[發(fā)明專(zhuān)利]鋅鎳電池負(fù)極片及其制備方法和使用該負(fù)極片的鋅鎳電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310566628.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103618068A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 上官恩波;李晶;李全民;常照榮;趙桐輝;郭丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/24
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/24;H01M4/26
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專(zhuān)利有限責(zé)任公司 41107
• 代理人: 路寬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋅鎳二次電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅鎳電池負(fù)極片及其制備方法和使用該負(fù)極片的鋅鎳電池。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的圓柱型鋅鎳二次電池，通常采用卷繞的方式將正極和負(fù)極用隔膜隔開(kāi)，層疊后卷入圓柱型的電池鋼殼中，然后添加電解液，將電池密封，化成，從而完成制備。其中正極的活性物質(zhì)一般是球形氫氧化鎳，通常采用發(fā)泡鎳作為極板骨架，采用拉漿或是干粉嵌滲的方法壓制而成；負(fù)極的活性物質(zhì)為氧化鋅或鋅酸鈣，采用銅網(wǎng)或銅帶作為極板骨架，使用拉漿的方式壓制而成。卷繞式電池通常存在一個(gè)很難避免的問(wèn)題：極板卷繞過(guò)程中，隨著卷繞圈數(shù)的增加，使得卷芯變形，形成橢圓形，不利于卷芯入殼，同時(shí)也容易使極板產(chǎn)生毛刺，形成電池短路隱患，特別是對(duì)于高容量電池，這種情況尤為突出。中國(guó)專(zhuān)利CN1297031C公開(kāi)的圓筒形堿性蓄電池，CN1301564C公開(kāi)的圓筒形堿性蓄電池以及CN2570999Y公開(kāi)的堿性二次電池分別對(duì)氫鎳電池負(fù)極尾部的厚度進(jìn)行了改進(jìn)，使其形成梯度厚度，從而改善了電池卷繞時(shí)出現(xiàn)的短路問(wèn)題，并改進(jìn)電池負(fù)極尾端對(duì)應(yīng)鋼殼部分的利用率低的問(wèn)題。CN101552335公開(kāi)的一種電池負(fù)極片的制備方法采用負(fù)極尾部單面上漿的工藝對(duì)氫鎳電池使用貯氫合金負(fù)極的鋼帶刮漿工藝進(jìn)行了的改進(jìn)。

而目前對(duì)于鋅鎳二次電池用具有梯度厚度分布的鋅負(fù)極的制作工藝，尚無(wú)報(bào)道。專(zhuān)利?CN101552335?公開(kāi)的一種電池負(fù)極片的制備方法中采用單面上漿的工藝，對(duì)于壓實(shí)密度較低的鋅負(fù)極不適用，會(huì)出現(xiàn)大面積掉粉，只有保證導(dǎo)電基體位于極板的中間位置，才能保證鋅負(fù)極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而減少卷繞過(guò)程中的掉粉，出現(xiàn)毛刺的現(xiàn)象，改善現(xiàn)有工藝容易出現(xiàn)的短路問(wèn)題。同時(shí)隨著負(fù)極的減少，可以進(jìn)一步提高電池的整體活性物質(zhì)添加量，提高電池電解液添加量，從而能進(jìn)一步提高電池的循環(huán)壽命和能量密度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種采用連續(xù)雙面上漿工藝制備的極板厚度呈梯度分布的鋅鎳電池負(fù)極片及其制備方法，本發(fā)明還提供了使用該負(fù)極片的鋅鎳二次電池。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種鋅鎳電池負(fù)極片，其特征在于：所述的鋅鎳電池負(fù)極片采用連續(xù)雙面上漿工藝制得且負(fù)極片厚度呈梯度分布，其中反應(yīng)效率較高的區(qū)域電池負(fù)極片的厚度為0.31-0.38mm，反應(yīng)效率較低的區(qū)域即電池負(fù)極片與電池鋼殼接觸的部分電池負(fù)極片的厚度為0.24-0.28mm，并且兩個(gè)區(qū)域的電池負(fù)極片的連接處呈圓弧過(guò)渡。

一種鋅鎳電池負(fù)極片的制備方法，包括拉漿、烘干、輥壓和裁剪工藝，其特征在于：所述的拉漿工藝采用連續(xù)雙面上漿，制備的電池負(fù)極片厚度呈梯度分布，連續(xù)雙面上漿采用拉漿模具，所述的拉漿模具主要由兩塊一端具有對(duì)應(yīng)凸出面的刮刀組成，通過(guò)調(diào)整拉漿模具兩側(cè)兩個(gè)刮刀刀頭的間隙來(lái)控制上漿厚度，該拉漿模具的長(zhǎng)度由工藝要求的電池負(fù)極片尺寸決定，拉漿模具上對(duì)應(yīng)的電池負(fù)極片梯度分布的連接處具有圓角設(shè)計(jì)，用于緩和由電池負(fù)極片梯度分布所形成的落差，拉漿處理后的電池負(fù)極片經(jīng)過(guò)烘干后，采用液壓輥壓機(jī)進(jìn)行輥壓，輥壓時(shí)，對(duì)應(yīng)電池負(fù)極片厚度較厚的一側(cè)的對(duì)輥間隙小于電池負(fù)極片厚度較薄的一側(cè)所對(duì)應(yīng)的對(duì)輥間隙。

本發(fā)明所述的拉漿工藝中，銅網(wǎng)基體位于電池負(fù)極片的中間位置，該銅網(wǎng)基體為切拉銅網(wǎng)、沖孔銅帶或預(yù)壓后的發(fā)泡銅。

本發(fā)明所述拉漿模具形成的呈梯度分布的電池負(fù)極片中，與電池鋼殼接觸的電池負(fù)極片的長(zhǎng)度為該型號(hào)圓柱電池鋼殼的周長(zhǎng)。

一種鋅鎳電池，包括電池殼體，密封在電池殼體中的電極組和電解液，所述電極組包括正極、負(fù)極和隔膜，其特征在于：所述的負(fù)極采用本發(fā)明所提供的鋅鎳電池負(fù)極片卷繞而成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是：本發(fā)明提出一種采用連續(xù)雙面上漿工藝制備極板厚度呈梯度分布的鋅鎳二次電池負(fù)極片及其制備方法。該鋅鎳電池負(fù)極片的梯度厚度設(shè)計(jì)，可以解決目前高容量鋅鎳二次電池因?yàn)樵O(shè)計(jì)裝配比較高，卷芯橢圓度大，造成的電池裝配困難，過(guò)程廢品率高，后期電池漏液、短路率高，電池使用壽命短，及存在安全隱患等問(wèn)題。電池負(fù)極片厚度梯度設(shè)計(jì)，有效負(fù)極活性物質(zhì)前置，并得以充分利用，增大了電池有效負(fù)極/正極容量比從而很好的克服了常規(guī)工藝鋅鎳電池負(fù)極片存在的缺點(diǎn)。通過(guò)減少電池負(fù)極片尾部活性物質(zhì)的使用量，可以改善電池的內(nèi)部空間，降低電池內(nèi)壓，有利于電解液的增加和保持，從而明顯地改善電池的循環(huán)壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋅鎳電池負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的沿A-A方向的剖視圖，圖3是本發(fā)明中拉漿模具的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3沿A-A方向的剖視圖。

具體實(shí)施方式