一种镍氢电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种镍氢电池；包括壳体和密封在壳体内由正极、负极和隔膜纸卷绕而成的电池芯，电解液浸润于电池芯中，其中隔膜纸末端延伸包覆正极末端，负极的末端延伸出隔膜纸末端，所述电池芯缠绕时为正极包裹负极，负极的极片长度小于或等于正极的极片长度；突破传统负极过量的设计方法，缩短了负极的极片长度，使其小于或等于正极的极片长度，不但让电池装配变得容易、提高了相同体积的电池容量，而且节省了负极材料、降低了制造成本。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种镍氢充电电池。
技术介绍
目前国内生产镍氢电池的厂家正朝着在相同体积的容器内制作更高容量的方向发展。但是现有的镍氢电池在设计上仍然沿用镍镉电池的设计方法，尤其在负极设计上，使负极的设计过量，即极片长度比正极的极片长度长，目的是卷绕后负极将正极包住。而目前制作高容量镍氢电池的正极所采用的主要活性材料为加锌球镍，其比容量已超过240mA/g，负极主要活性材料为储氢合金，其比容量能够达到或超过350mA/g。如果依然采用负极设计过量，多余的负极占据了一定的体积，使相同体积的电池内难以提高电容量，而且导致电池组装的困难或报废以及负极材料的浪费而增加了制造的成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种节省了电极材料的一种镍氢电池，使电池装配变得容易，且降低了制造成本。本技术是这样来实现上述目的的一种镍氢电池，包括壳体和密封在壳体内由正极、负极和隔膜纸卷绕而成的电池芯，电解液浸润于电池芯中，其中隔膜纸末端延伸包覆正极末端，负极的末端延伸出隔膜纸末端，其特征在于所述电池芯缠绕时为正极包裹负极，负极的极片长度小于或等于正极的极片长度。另外，根据高容量镍氢电池的需要，负极的活性物质采用高比容量的储氢合金，正极的活性物质采用高比容量的加锌球镍。本技术的有益效果是突破传统负极过量的设计方法，缩短了负极的极片长度，使其小于或等于正极的极片长度，不但让电池装配变得容易、提高了相同体积的电池容量，而且节省了负极材料、降低了制造成本。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术电池芯结构示意图；图3是本技术正负电极卷绕前的结构示意图。具体实施方式参照图1至图3，一种镍氢电池，包括壳体1和密封在壳体1内由正极2、负极3和隔膜纸4卷绕而成的电池芯5，电解液浸润于电池芯5中，其中隔膜纸4末端延伸包覆正极2末端，负极3的末端延伸出隔膜纸4末端。目前对于镍氢电池的电极设计基本是根据电池的容量计算获得正极2活性物质的质量以及正极2的尺寸，然后直接用设计好的正极2活性物质的质量乘以一定的系数获得负极3活性物质的质量，最终得到负极3的尺寸。其中正极的设计公式为正极活性物质质量＝电池设计容量÷正极活性物质实际比容量；正极厚度＝正极活性物质质量÷正极密度÷正极长度÷正极宽度。因此根据以上设计方法获得的负极3尺寸要大于正极2的尺寸，但是，由于现有的负极活性材料的比容量已经能到达到甚至超过正极活性物质的比容量，因此这种方法导致了负极3设计过量。实际上，负极3的设计也可参考正极2的设计公式，且由于负极3活性物质的比容量高于正极2活性物质的比容量，所以负极3的极片长度应小于或等于正极2的极片长度，其设计公式为负极活性物质质量＝电池设计容量÷负极活性物质实际比容量；负极厚度＝负极活性物质质量÷负极密度÷负极长度÷负极宽度。经过多次试验所获得的数据表明，电池芯5缠绕时采用正极2包裹负极，并且缩短负极3的极片长度，使其小于或等于正极2的极片长度，不但没有影响电池的容量，而且让电池装配变得容易、可以提高相同体积的电池容量，同时节省了负极材料、降低了制造成本。另外，针对高容量镍氢电池来说，负极3的活性物质采用高比容量的储氢合金，正极2的活性物质采用高比容量的加锌球镍。下面以实施例详细阐述缩短负极3极片长度对镍氢电池容量及充放电性能的影响。实施例一型号为AA、1500毫安时的镍氢电池，选择外径为13.9mm，内径为13.5mm，高度为49mm的电池壳体；设计正极尺寸为长100mm，宽41mm，厚0.58mm；设计负极尺寸为长90mm，宽41mm，厚0.3mm。选取10只该规格的电池在600mA充电3.5小时后，以1500mA放电至1.0V，获得的放电测试结果如下 实施例二型号为AA、1800毫安时的镍氢电池，选择外径为13.9mm，内径为13.5mm，高度为49mm的电池壳体；设计正极尺寸为长100mm，宽42mm，厚0.68mm；设计负极尺寸为长95mm，宽42mm，厚0.28mm。选取10只该规格的电池在720mA充电3.5小时后，以1080mA放电至1.0V，获得的放电测试结果如下 实施例三型号为AA、2000毫安时的镍氢电池，选择外径为13.9mm，内径为13.5mm，高度为49mm的电池壳体；设计正极尺寸为长95mm，宽42mm，厚0.72mm；设计负极尺寸为长94mm，宽42mm，厚0.3mm。选取10只该规格的电池在600mA充电4小时后，以1000mA放电至1.0V，获得的放电测试结果如下 实施例四型号为AAA、700毫安时的镍氢电池，选择外径为10mm，内径为9.6mm，高度为43mm的电池壳体；设计正极尺寸为长58mm，宽36mm，厚0.52mm；设计负极尺寸为长54mm，宽36mm，厚0.25mm。选取10只该规格的电池在280mA充电3.5小时后，以700mA放电至1.0V，获得的放电测试结果如下 实施例五型号为AAA、800毫安时的镍氢电池，选择外径为10mm，内径为9.6mm，高度为43mm的电池壳体；设计正极尺寸为长50mm，宽36mm，厚0.66mm；设计负极尺寸为长46mm，宽37mm，厚0.29mm。选取10只该规格的电池在320mA充电3.5小时后，以800mA放电至1.0V，获得的放电测试结果如下 目前国内生产镍氢电池的厂家采用以上规格的电池外壳均不能够生产出AA型容量大于或等于1800毫安时以及AAA型容量大于或等于700毫安时的镍氢电池，需要通过增加外壳高度和直径、减少外壳厚度以增大外壳有效空间来实现大容量电池的生产。而由上述实施例的测试结果表明，本技术把负极的极片长度设计为接近或小于正极的长度，并且采用高比容量的加锌球镍和储氢合金作为正极和负极的活性物质，在相同体积的电池外壳中可以提高电池的容量，实现镍氢高容量电池在减少负极量的同时对电池的放电性能没有影响。权利要求1.一种镍氢电池，包括壳体(1)和密封在壳体(1)内由正极(2)、负极(3)和隔膜纸(4)卷绕而成的电池芯(5)，电解液浸润于电池芯(5)中，其中隔膜纸(4)末端延伸包覆正极(2)末端，负极(3)的末端延伸出隔膜纸(4)末端，其特征在于所述电池芯(5)缠绕时为正极(2)包裹负极(3)，负极(3)的极片长度小于或等于正极(2)的极片长度。2.根据权利要求1所述的一种镍氢电池，其特征在于负极(3)的活性物质采用高比容量的储氢合金。3.根据权利要求1所述的一种镍氢电池，其特征在于正极(2)的活性物质采用高比容量的加锌球镍。专利摘要本技术公开了一种镍氢电池；包括壳体和密封在壳体内由正极、负极和隔膜纸卷绕而成的电池芯，电解液浸润于电池芯中，其中隔膜纸末端延伸包覆正极末端，负极的末端延伸出隔膜纸末端，所述电池芯缠绕时为正极包裹负极，负极的极片长度小于或等于正极的极片长度；突破传统负极过量的设计方法，缩短了负极的极片长度，使其小于或等于正极的极片长度，不但让电池装配变得容易、提高了相同体积的电池容量，而且节省了负极材料、降低了制造成本。文档编号H01M10/24GK2872605SQ200520067888公开日2007年2月21日 申请日期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍氢电池，包括壳体（１）和密封在壳体（１）内由正极（２）、负极（３）和隔膜纸（４）卷绕而成的电池芯（５），电解液浸润于电池芯（５）中，其中隔膜纸（４）末端延伸包覆正极（２）末端，负极（３）的末端延伸出隔膜纸（４）末端，其特征在于所述电池芯（５）缠绕时为正极（２）包裹负极（３），负极（３）的极片长度小于或等于正极（２）的极片长度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄沃俊，
申请(专利权)人：黄沃俊，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]