專利名稱：一種鎳氫動力電池及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎳氫動力電池，它具有較強(qiáng)的集流效果能提高鎳氫動力電池大電流放電效果，本發(fā)明還涉及這種鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝較為簡單，且次品率較低。
背景技術(shù)：
鎳氫電池系80年代末發(fā)展起來的高新技術(shù)產(chǎn)品，為高能量密度的新型電源，鎳氫電池在性能上具有比容量大、比能量高等優(yōu)點(diǎn)，可大電流充放電，耐過充能力強(qiáng)，安全可靠， 無記憶效應(yīng)，能長時間工作，而且沒有污染，被稱為“綠色電池”，代表了二十一世紀(jì)電池產(chǎn)品的發(fā)展方向，廣泛用于移動通訊、便攜式計算機(jī)、電動工具、航天等領(lǐng)域。由于移動電話和電動車的迅速發(fā)展，鎳氫電池的市場容量非常大，前景也很好。特別是在動力電池領(lǐng)域，鎳氫動力電池目前是混合動力汽車所用電池體系中唯一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)模化的電池體系，全球已經(jīng)批量生產(chǎn)的混合動力汽車全部采用鎳氫動力電池體系?，F(xiàn)有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池。目前各大廠家在制作鎳氫動力電池時，多數(shù)采用集流盤對正極進(jìn)行集流，以提高電池高功率放電性能，但其生產(chǎn)過程中，集流盤需要與正極預(yù)留的發(fā)泡鎳進(jìn)行焊接，極易出現(xiàn)焊接電流不穩(wěn)定現(xiàn)象，過大則會將發(fā)泡鎳焊穿，導(dǎo)致電池短路，過小則出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象，使得電池內(nèi)阻增大，無法達(dá)到要求的高功率放電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鎳氫動力電池，它能提高鎳氫動力電池大電流放電效果。本發(fā)明還提供了該種鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，該種生產(chǎn)工藝無需使正極和集流盤進(jìn)行點(diǎn)焊，因此有效解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度，提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，而且減少次品廢品的產(chǎn)生。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種鎳氫動力電池，包括鋼殼、正極帽、正極、負(fù)極以及將正極和負(fù)極隔開的隔膜，所述正極、隔膜以及負(fù)極卷繞并設(shè)于鋼殼內(nèi)，正極的上端形成未填充活性物質(zhì)的預(yù)留發(fā)泡鎳部， 且該預(yù)留發(fā)泡鎳部向中心磨平并突出隔膜的上端，負(fù)極的下端突出于隔膜的下端，且負(fù)極下端電連接于鋼殼底部，所述鎳氫動力電池還包括一發(fā)生形變的集流架，該集流架包括橫向的上、下端板以及夾設(shè)于上、下端板之間的縱向彈片，所述上端板與正極帽焊接，所述下端板與預(yù)留發(fā)泡鎳部抵接。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述上端板的上端面設(shè)有點(diǎn)焊點(diǎn)，且上端板和正極帽之間通過點(diǎn)焊連接。所述下端板的下端面分布有凸起，這些凸起能嵌入預(yù)留發(fā)泡鎳部內(nèi)，從而增大了集流架和正極的接觸面積，進(jìn)而提高了正極的導(dǎo)電性能。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述預(yù)留發(fā)泡鎳部的材料為發(fā)泡鎳；所述上端板、下端板以及彈片的材料分別為鐵、鎳、鋁或銅中的一種或多種。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上、下端板的材料為鎳，所述彈片的材料為銅，且上、下端板和彈片的表面均覆蓋有電鍍層。為了增強(qiáng)負(fù)極導(dǎo)電性能，所述負(fù)極下端與鋼殼底部之間設(shè)有泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊。一種鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，它包括以下步驟
a、制作極組，該步驟由正極制作、負(fù)極制作以及卷繞步驟組成1)正極制作，在正極基材上填充活性物質(zhì)，且正極基材的上端形成未填充活性物質(zhì)的預(yù)留發(fā)泡鎳部；2)負(fù)極制作，在負(fù)極基材上填充活性物質(zhì)；3)卷繞，用隔膜將正、負(fù)極隔開，同時將正、負(fù)極以及隔膜進(jìn)行卷繞，并使預(yù)留發(fā)泡鎳部突出隔膜上端，負(fù)極底部突出隔膜下端； b、制作集流架，將縱向的彈片與橫向的上、下端板連接在一起； C、預(yù)裝配，將預(yù)留發(fā)泡鎳部向中心磨平；在鋼殼的底部墊設(shè)泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊； 將集流架的上端板與正極帽焊接在一起；
d、裝配，先將極組放置于鋼殼內(nèi)，使負(fù)極下端與泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊抵接，接著進(jìn)行滾槽并注入電解液，然后將預(yù)先與正極帽焊接的集流架的放置于預(yù)留發(fā)泡鎳部上，最后進(jìn)行封裝，并使彈片變形。
所述正極基材為發(fā)泡鎳，正極的活性物質(zhì)為球形氫氧化鎳；所述負(fù)極基材為多孔金屬網(wǎng)，負(fù)極的活性物質(zhì)為合金粉。步驟b中待上、下端板和彈片連為一體后，還需要分別對上、下端板和彈片進(jìn)行電鍍，且所述上、下端板的材料為鎳，所述彈片的材料為銅。所述下端板的下端面上分布有凸起，這些凸起能嵌入預(yù)留發(fā)泡鎳部(通常為發(fā)泡鎳)內(nèi)，從而增大了集流架和正極的接觸面積，進(jìn)而提高了正極的導(dǎo)電性能。由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、本發(fā)明的鎳氫動力電池具有較強(qiáng)的集流效果，它能提高鎳氫動力電池大電流放電效果，此外，由于集流架一直處于變形狀態(tài)，即彈片受到壓縮，極組會受到彈片產(chǎn)生的向下的壓力，從而使得負(fù)極和鋼殼底部的電接觸有所改善，進(jìn)而提高負(fù)極的導(dǎo)電性能。2、本發(fā)明的鎳氫動力電池具有較強(qiáng)的性能，它可滿足IOC放電的要求，最大放電電流可達(dá)到100A，30A放電中值電壓在1. 18V以上，交流內(nèi)阻在;3m Ω以下。3、與現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝不再需要對正極與集流體之間進(jìn)行點(diǎn)焊，無焊穿發(fā)泡鎳風(fēng)險，也不存在虛焊現(xiàn)象，因此它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度，提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性，而且減少次品廢品的產(chǎn)生。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為集流架的左側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為集流架的俯視圖。圖4為集流架的仰視圖。
具體實(shí)施方式
下面參照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。參照圖1，一種鎳氫動力電池，包括鋼殼1、集流架2、正極帽3、正極4、負(fù)極5以及將正極4和負(fù)極5隔開的隔膜6。隔膜6采用英國SciMaT生產(chǎn)的特殊尼龍隔膜。繼續(xù)參照圖1，正極4、隔膜6以及負(fù)極5卷繞并設(shè)于鋼殼1內(nèi)，正極4的上端形成未填充活性物質(zhì)的預(yù)留發(fā)泡鎳部41，且該預(yù)留發(fā)泡鎳部41向中心磨平并突出隔膜6的上端，負(fù)極5的下端突出于隔膜6的下端。正極4通常由正極基材(圖中未畫出)以及填充于正極基材上的活性物質(zhì)組成，該正極基材通常為發(fā)泡鎳，正極4的活性物質(zhì)通常為球形氫氧化鎳；負(fù)極5通常由負(fù)極基材(圖中未畫出)以及填充于負(fù)極基材上的活性物質(zhì)組成，該負(fù)極基材通常為網(wǎng)狀金屬，負(fù)極5的活性物質(zhì)為合金粉。同時參照圖2至圖4，集流架2包括橫向的上、下端板21、22以及夾設(shè)于上、 下端板21、22之間的多個縱向彈片23，圖中為具有六個彈片23，這些彈片23焊接于上、下端板21、22，也可以通過其它方式與上、下端板21、22連接。本實(shí)施例中的上、下端板21、22 的材料為不銹鋼、彈片23的材料為銅，它具有比普通集流盤更強(qiáng)的集流效果，當(dāng)然上、下端板21、22以及彈片23的材料也可以是鐵、鎳、鋁或銅中的一種或多種，此外，上、下端板21、 22和彈片23的表面通常需要覆蓋電鍍層(圖中未畫出)。從圖中可看出，上端板21的上端面設(shè)有點(diǎn)焊點(diǎn)211，且上端板21和正極帽3之間通過點(diǎn)焊連接。下端板22的下端面均勻分布有凸起221，這些凸起221能嵌入預(yù)留發(fā)泡鎳部41內(nèi)，從而增大了集流架2和正極4的接觸面積，進(jìn)而提高了正極4的導(dǎo)電性能。繼續(xù)參照圖1，為了增強(qiáng)負(fù)極5的導(dǎo)電性能，通常需要在負(fù)極5下端和鋼殼1底部之間墊設(shè)泡沫鎳底墊7，泡沫鎳底墊7也可由泡沫銅底墊替代。
參照圖1至圖4，一種鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，它包括以下步驟 a、制作極組，該步驟由正極制作、負(fù)極制作以及卷繞步驟組成1)正極制作，在發(fā)泡鎳上填充球形氫氧化鎳，并添加適量的氧化釔，正極4的上端形成未填充活性物質(zhì)的預(yù)留發(fā)泡鎳部41，該預(yù)留發(fā)泡鎳部41的寬度大概為4. 5mm ；2)負(fù)極制作，在網(wǎng)狀金屬上填充合金粉制成負(fù)極5 ；3)卷繞，用特殊尼龍制成的隔膜6將正、負(fù)極4、5隔開，同時將正、負(fù)極4、5 以及隔膜6進(jìn)行卷繞，并使預(yù)留發(fā)泡鎳部41突出隔膜6上端，負(fù)極5下端突出于隔膜6下端，然后用耐堿膠帶將極組粘好。b、制作集流架，將多個縱向的彈片23與橫向的上、下端板21、22連接在一起，然后分別對上、下端板21、22和彈片23進(jìn)行電鍍，本實(shí)施例的彈片23由銅制成，上、下端板21、 22均由不銹鋼制成，當(dāng)然它們也可以由其它金屬材料替代。C、預(yù)裝配，將預(yù)留發(fā)泡鎳部41向中心磨平；在鋼殼1的底部墊設(shè)泡沫鎳底墊7，該泡沫鎳底墊7可由泡沫銅底墊替代，上述泡沫鎳底墊7的厚度大概為1. 3mm左右；將集流架 2的上端板21與正極帽3焊接在一起。d、裝配，先將極組放置于鋼殼1內(nèi)，使負(fù)極5下端與泡沫鎳底墊7抵接，接著進(jìn)行滾槽并注入電解液，然后將預(yù)先與正極帽3焊接的集流架2的放置于預(yù)留發(fā)泡鎳部41上， 最后進(jìn)行封裝，封裝后的集流架2會一直處于壓縮狀態(tài)，即彈片23壓縮變形。
另外，為了增大集流架2和正極4的接觸面積，并提高了正極4的導(dǎo)電性能，上述下端板22的下端面上通常需要分布大量凸起221，這些凸起221能嵌入預(yù)留發(fā)泡鎳部41 (通常為發(fā)泡鎳)內(nèi)。
與現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝不再需要對正極與集流體之間進(jìn)行點(diǎn)焊，無焊穿發(fā)泡鎳風(fēng)險，也不存在虛焊現(xiàn)象，因此它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度， 提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性，而且減少次品廢品的產(chǎn)生。上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種鎳氫動力電池，包括鋼殼、正極帽、正極、負(fù)極以及將正極和負(fù)極隔開的隔膜，所述正極、隔膜以及負(fù)極卷繞并設(shè)于鋼殼內(nèi)，正極的上端形成未填充活性物質(zhì)的預(yù)留發(fā)泡鎳部，且該預(yù)留發(fā)泡鎳部向中心磨平并突出隔膜的上端，負(fù)極的下端突出于隔膜的下端，且負(fù)極下端電連接于鋼殼底部，其特征在于所述鎳氫動力電池還包括一發(fā)生形變的集流架，該集流架包括橫向的上、下端板以及夾設(shè)于上、下端板之間的縱向彈片，所述上端板與正極帽焊接，所述下端板與預(yù)留發(fā)泡鎳部抵接。
2.如權(quán)利要求1所述的鎳氫動力電池，其特征在于所述上端板的上端面設(shè)有點(diǎn)焊點(diǎn)， 且上端板和正極帽之間通過點(diǎn)焊連接。
3.如權(quán)利要求1所述的鎳氫動力電池，其特征在于所述下端板的下端面分布有凸起。
4.如權(quán)利要求1至3所述的鎳氫動力電池，其特征在于所述預(yù)留發(fā)泡鎳部的材料為發(fā)泡鎳；所述上端板、下端板以及彈片的材料分別為鐵、鎳、鋁或銅中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求4所述的鎳氫動力電池，其特征在于所述上、下端板的材料為鎳，所述彈片的材料為銅，且上、下端板和彈片的表面均覆蓋有電鍍層。
6.如權(quán)利要求1所述的鎳氫動力電池，其特征在于所述負(fù)極下端與鋼殼底部之間設(shè)有泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊。
7.一種鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，其特征在于，它包括以下步驟a.制作極組，該步驟由正極制作、負(fù)極制作以及卷繞步驟組成1)正極制作，在正極基材上填充活性物質(zhì)，且正極基材的上端形成未填充活性物質(zhì)的預(yù)留發(fā)泡鎳部；2)負(fù)極制作， 在負(fù)極基材上填充活性物質(zhì)；3)卷繞，用隔膜將正、負(fù)極隔開，同時將正、負(fù)極以及隔膜進(jìn)行卷繞，并使預(yù)留發(fā)泡鎳部突出隔膜上端，負(fù)極底部突出隔膜下端；b.制作集流架，將縱向的彈片與橫向的上、下端板連接在一起；c.預(yù)裝配，將預(yù)留發(fā)泡鎳部向中心磨平；在鋼殼的底部墊設(shè)泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊；將集流架的上端板與正極帽焊接在一起；d.裝配，先將極組放置于鋼殼內(nèi)，使負(fù)極下端與泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊抵接，接著進(jìn)行滾槽并注入電解液，然后將預(yù)先與正極帽焊接的集流架的放置于預(yù)留發(fā)泡鎳部上，最后進(jìn)行封裝，并使彈片變形。
8.如權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述正極基材為發(fā)泡鎳，正極的活性物質(zhì)為球形氫氧化鎳；所述負(fù)極基材為多孔金屬網(wǎng)，負(fù)極的活性物質(zhì)為合金粉。
9.如權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟b中待上、下端板和彈片連為一體后，還需要分別對上、下端板和彈片進(jìn)行電鍍，且所述上、下端板的材料為鎳，所述彈片的材料為銅。
10.如權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述下端板的下端面上分布有凸起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳氫動力電池，它包括鋼殼、集流架、正極帽、正極、負(fù)極以及將正極和負(fù)極隔開的隔膜，該集流架包括橫向的上、下端板以及夾設(shè)于上、下端板之間的縱向彈片，所述上端板與正極帽焊接，所述下端板與正極上端抵接。該種鎳氫動力電池具有較強(qiáng)的集流效果，它能提高鎳氫動力電池大電流放電效果。本發(fā)明還公開了鎳氫動力電池的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝主要包括制作極組、制作集流架預(yù)裝配和裝配步驟。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝不再需要對正極與集流體之間進(jìn)行點(diǎn)焊，無焊穿發(fā)泡鎳風(fēng)險，也不存在虛焊現(xiàn)象，因此它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度，提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性，而且減少次品廢品的產(chǎn)生。
文檔編號H01M2/26GK102299388SQ20111020198
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者尹純, 張桂生, 李培坤, 陳文明, 陳端典 申請人:泉州勁鑫電子有限公司