[发明专利]一种镍锌二次电池外壳以及镍锌电池

说明书

技术领域

本发明涉及镍锌二次电池技术领域。

背景技术

随着各种电动设备朝着小型化、便携化的方向发展，电池得到了越来越广泛的应用。电池可以分为一次电池和二次电池，一次电池放完电以后无法再充电，只能废弃。二次电池又称为可充电电池，在放完电以后，可以再进行充电，循环使用。所以，在电动工具、电动玩具等设备中，普遍采用二次电池。

镍镉电池是传统上使用得较多的一种二次电池，但镍镉电池因为负极中使用了有毒物质镉，已经有越来越多的国家对镍镉电池的使用进行限制。解决之道就是要寻找镍镉电池的替代品。镍氢电池是其中的一种，但镍氢电池的成本较高。近来，镍锌电池越来越受到人们的重视，镍锌电池具有重量轻、功率大、相对成本较低的优点，并且，镍锌电池中的负极使用锌，代替了以往使用的镉，锌是无毒的，对环境友好。同时，生产镍锌电池可以在很大程度上使用镍镉电池的生产设备，降低生产投入成本。

镍锌电池由电芯、电解液以及电池外壳组成，电芯由正极片、负极片以及绝缘隔膜层叠卷绕而成，将电芯置于电池外壳中，注入电解液，封口后即制成电池。在现行的技术方案中，圆柱形镍锌电池的外壳多采用钢壳，与制造镍镉、镍氢电池使用的电池外壳类似。但是，由于钢壳中包含的主要金属元素为Fe或Ni，在Fe或Ni的环境下，锌负极容易析氢而发生溶解，导致放电能力不能充分发挥出来。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术中使用钢壳作为镍锌电池外壳的不足之处，提供一种新型镍锌电池的外壳以及使用这种外壳制造的镍锌电池。

本发明的技术解决方案是：一种镍锌二次电池外壳，为钢或镀镍钢制成的用来容纳电池正负极及电解液的容器，容器的内表面有一用于提高锌负极稳定性的金属层。用于提高锌负极稳定性的金属层为金属铟、金属锡、金属铜中的一种或一种以上金属合金制成，金属层的厚度为1μm～10μm，金属层是通过电镀的方式附着于金属容器内表面的。

一种镍锌二次电池，由电芯、电解液、金属容器构成，电芯与电解液置于由钢或镀镍钢制成的金属容器中，金属容器的内表面有一用于提高锌负极稳定性的金属层，金属层为金属铟、金属锡、金属铜中的一种或一种以上金属合金制成。

本发明与现有技术相比的有益效果是：使用镀有铟层或锡层或铜层的金属壳作为电池外壳，能够有效克服金属壳中的铁、镍对镍锌电池负极的不良影响，提高镍锌电池的放电能力。

附图说明

图1为本发明的镍锌二次电池外壳示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行举例说明。

如图1所示，1为镍锌二次电池外壳。外壳主要有两个方面作用，一个作用是作为容器，用来容纳由正负极构成的电芯以及电解液，所以，外壳需要具有一定的强度，不能易于破裂；另一个方面的作用是用来导电，在放电的过程中，负极极片在电化学反应过程中产生的大量电子，需要引出电池之外，电池外壳最适宜收集电子、作为负极来使用。当然，在某些特殊类型的电池中，也有使用塑料等材料的，如软包装电池等。但在最常用的圆柱型电池中，电池的外壳均选用金属材料，主要为钢壳，或者为镀镍钢壳。

钢壳的主要元素为Fe，在钢壳镀镍的情况下，还含有金属Ni，在电解液环境中，Zn的化学性质较活泼，锌负极容易溶解，并析出氢气，而Fe以及Ni的极化电位也较低，所以在这种情况下锌负极的稳定性较低，放电能力减弱。

为了克服这种不良影响，本发明采取在电池外壳的内表面镀上一层薄金属层，如图一所示，2即为内表面镀上的金属层。效果最好的金属镀层为镀铟，镀锡也有较好的效果，还可以镀铜。虽然镀铟的效果最好，但铟的价值较高，会大大增加成本；从电镀的实际操作来看，镀铜是比镀锡更为易于操作的一种方式，所以本发明最为优选的方案是在钢壳上镀铜，当然，这并不排除镀铟、镀锡以及镀其他金属的技术方案，以及在其他金属制的电池外壳的内表面镀上述种类金属的技术方案。

在钢壳的内表面镀铜可以采用电镀的技术，考虑到简化电镀工作过程，可以在电镀钢壳内表面的同时，也镀上钢壳的外表面，这是有益而无害的，这会比仅仅镀内表面要增加约一倍的铜的使用量，但可以大大简化电镀的工序，而且在成本方面是完全可以接受的。

电镀的金属层的厚度在1μm～10μm之间均可，可以按照具体情况来选择，例如，对AA型号的电池，电镀金属铜的厚度在8μm，即可起到良好效果。

在具体实验中可以明显看出，使用镀有铜等金属层的电池外壳，可以大大改善镍锌电池的放电性能。