專利名稱：一種鎳氫電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鎳氫充電電池。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)生產(chǎn)鎳氫電池的廠家正朝著在相同體積的容器內(nèi)制作更高容量的方向發(fā)展。但是現(xiàn)有的鎳氫電池在設(shè)計上仍然沿用鎳鎘電池的設(shè)計方法，尤其在負(fù)極設(shè)計上，使負(fù)極的設(shè)計過量，即極片長度比正極的極片長度長，目的是卷繞后負(fù)極將正極包住。而目前制作高容量鎳氫電池的正極所采用的主要活性材料為加鋅球鎳，其比容量已超過240mA/g，負(fù)極主要活性材料為儲氫合金，其比容量能夠達(dá)到或超過350mA/g。如果依然采用負(fù)極設(shè)計過量，多余的負(fù)極占據(jù)了一定的體積，使相同體積的電池內(nèi)難以提高電容量，而且導(dǎo)致電池組裝的困難或報廢以及負(fù)極材料的浪費(fèi)而增加了制造的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種節(jié)省了電極材料的一種鎳氫電池，使電池裝配變得容易，且降低了制造成本。
本實用新型是這樣來實現(xiàn)上述目的的一種鎳氫電池，包括殼體和密封在殼體內(nèi)由正極、負(fù)極和隔膜紙卷繞而成的電池芯，電解液浸潤于電池芯中，其中隔膜紙末端延伸包覆正極末端，負(fù)極的末端延伸出隔膜紙末端，其特征在于所述電池芯纏繞時為正極包裹負(fù)極，負(fù)極的極片長度小于或等于正極的極片長度。
另外，根據(jù)高容量鎳氫電池的需要，負(fù)極的活性物質(zhì)采用高比容量的儲氫合金，正極的活性物質(zhì)采用高比容量的加鋅球鎳。
本實用新型的有益效果是突破傳統(tǒng)負(fù)極過量的設(shè)計方法，縮短了負(fù)極的極片長度，使其小于或等于正極的極片長度，不但讓電池裝配變得容易、提高了相同體積的電池容量，而且節(jié)省了負(fù)極材料、降低了制造成本。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型電池芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型正負(fù)電極卷繞前的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照圖1至圖3，一種鎳氫電池，包括殼體1和密封在殼體1內(nèi)由正極2、負(fù)極3和隔膜紙4卷繞而成的電池芯5，電解液浸潤于電池芯5中，其中隔膜紙4末端延伸包覆正極2末端，負(fù)極3的末端延伸出隔膜紙4末端。
目前對于鎳氫電池的電極設(shè)計基本是根據(jù)電池的容量計算獲得正極2活性物質(zhì)的質(zhì)量以及正極2的尺寸，然后直接用設(shè)計好的正極2活性物質(zhì)的質(zhì)量乘以一定的系數(shù)獲得負(fù)極3活性物質(zhì)的質(zhì)量，最終得到負(fù)極3的尺寸。其中正極的設(shè)計公式為正極活性物質(zhì)質(zhì)量＝電池設(shè)計容量÷正極活性物質(zhì)實際比容量；正極厚度＝正極活性物質(zhì)質(zhì)量÷正極密度÷正極長度÷正極寬度。
因此根據(jù)以上設(shè)計方法獲得的負(fù)極3尺寸要大于正極2的尺寸，但是，由于現(xiàn)有的負(fù)極活性材料的比容量已經(jīng)能到達(dá)到甚至超過正極活性物質(zhì)的比容量，因此這種方法導(dǎo)致了負(fù)極3設(shè)計過量。實際上，負(fù)極3的設(shè)計也可參考正極2的設(shè)計公式，且由于負(fù)極3活性物質(zhì)的比容量高于正極2活性物質(zhì)的比容量，所以負(fù)極3的極片長度應(yīng)小于或等于正極2的極片長度，其設(shè)計公式為負(fù)極活性物質(zhì)質(zhì)量＝電池設(shè)計容量÷負(fù)極活性物質(zhì)實際比容量；負(fù)極厚度＝負(fù)極活性物質(zhì)質(zhì)量÷負(fù)極密度÷負(fù)極長度÷負(fù)極寬度。
經(jīng)過多次試驗所獲得的數(shù)據(jù)表明，電池芯5纏繞時采用正極2包裹負(fù)極，并且縮短負(fù)極3的極片長度，使其小于或等于正極2的極片長度，不但沒有影響電池的容量，而且讓電池裝配變得容易、可以提高相同體積的電池容量，同時節(jié)省了負(fù)極材料、降低了制造成本。
另外，針對高容量鎳氫電池來說，負(fù)極3的活性物質(zhì)采用高比容量的儲氫合金，正極2的活性物質(zhì)采用高比容量的加鋅球鎳。
下面以實施例詳細(xì)闡述縮短負(fù)極3極片長度對鎳氫電池容量及充放電性能的影響。
實施例一型號為AA、1500毫安時的鎳氫電池，選擇外徑為13.9mm，內(nèi)徑為13.5mm，高度為49mm的電池殼體；設(shè)計正極尺寸為長100mm，寬41mm，厚0.58mm；設(shè)計負(fù)極尺寸為長90mm，寬41mm，厚0.3mm。選取10只該規(guī)格的電池在600mA充電3.5小時后，以1500mA放電至1.0V，獲得的放電測試結(jié)果如下

實施例二型號為AA、1800毫安時的鎳氫電池，選擇外徑為13.9mm，內(nèi)徑為13.5mm，高度為49mm的電池殼體；設(shè)計正極尺寸為長100mm，寬42mm，厚0.68mm；設(shè)計負(fù)極尺寸為長95mm，寬42mm，厚0.28mm。選取10只該規(guī)格的電池在720mA充電3.5小時后，以1080mA放電至1.0V，獲得的放電測試結(jié)果如下

實施例三型號為AA、2000毫安時的鎳氫電池，選擇外徑為13.9mm，內(nèi)徑為13.5mm，高度為49mm的電池殼體；設(shè)計正極尺寸為長95mm，寬42mm，厚0.72mm；設(shè)計負(fù)極尺寸為長94mm，寬42mm，厚0.3mm。選取10只該規(guī)格的電池在600mA充電4小時后，以1000mA放電至1.0V，獲得的放電測試結(jié)果如下

實施例四型號為AAA、700毫安時的鎳氫電池，選擇外徑為10mm，內(nèi)徑為9.6mm，高度為43mm的電池殼體；設(shè)計正極尺寸為長58mm，寬36mm，厚0.52mm；設(shè)計負(fù)極尺寸為長54mm，寬36mm，厚0.25mm。選取10只該規(guī)格的電池在280mA充電3.5小時后，以700mA放電至1.0V，獲得的放電測試結(jié)果如下

實施例五型號為AAA、800毫安時的鎳氫電池，選擇外徑為10mm，內(nèi)徑為9.6mm，高度為43mm的電池殼體；設(shè)計正極尺寸為長50mm，寬36mm，厚0.66mm；設(shè)計負(fù)極尺寸為長46mm，寬37mm，厚0.29mm。選取10只該規(guī)格的電池在320mA充電3.5小時后，以800mA放電至1.0V，獲得的放電測試結(jié)果如下

目前國內(nèi)生產(chǎn)鎳氫電池的廠家采用以上規(guī)格的電池外殼均不能夠生產(chǎn)出AA型容量大于或等于1800毫安時以及AAA型容量大于或等于700毫安時的鎳氫電池，需要通過增加外殼高度和直徑、減少外殼厚度以增大外殼有效空間來實現(xiàn)大容量電池的生產(chǎn)。而由上述實施例的測試結(jié)果表明，本實用新型把負(fù)極的極片長度設(shè)計為接近或小于正極的長度，并且采用高比容量的加鋅球鎳和儲氫合金作為正極和負(fù)極的活性物質(zhì)，在相同體積的電池外殼中可以提高電池的容量，實現(xiàn)鎳氫高容量電池在減少負(fù)極量的同時對電池的放電性能沒有影響。
權(quán)利要求1.一種鎳氫電池，包括殼體(1)和密封在殼體(1)內(nèi)由正極(2)、負(fù)極(3)和隔膜紙(4)卷繞而成的電池芯(5)，電解液浸潤于電池芯(5)中，其中隔膜紙(4)末端延伸包覆正極(2)末端，負(fù)極(3)的末端延伸出隔膜紙(4)末端，其特征在于所述電池芯(5)纏繞時為正極(2)包裹負(fù)極(3)，負(fù)極(3)的極片長度小于或等于正極(2)的極片長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫電池，其特征在于負(fù)極(3)的活性物質(zhì)采用高比容量的儲氫合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫電池，其特征在于正極(2)的活性物質(zhì)采用高比容量的加鋅球鎳。
專利摘要本實用新型公開了一種鎳氫電池；包括殼體和密封在殼體內(nèi)由正極、負(fù)極和隔膜紙卷繞而成的電池芯，電解液浸潤于電池芯中，其中隔膜紙末端延伸包覆正極末端，負(fù)極的末端延伸出隔膜紙末端，所述電池芯纏繞時為正極包裹負(fù)極，負(fù)極的極片長度小于或等于正極的極片長度；突破傳統(tǒng)負(fù)極過量的設(shè)計方法，縮短了負(fù)極的極片長度，使其小于或等于正極的極片長度，不但讓電池裝配變得容易、提高了相同體積的電池容量，而且節(jié)省了負(fù)極材料、降低了制造成本。
文檔編號H01M10/24GK2872605SQ200520067888
公開日2007年2月21日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者黃沃俊 申請人:黃沃俊