[发明专利]一种圆柱密封镍氢宽温电池制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种圆柱密封镍氢宽温电池制作工艺，该制作工艺主要是通过对单体电池内部结构改进，正、负极材料和电解液配方的改进创新，从而达到可以提高电池可使用温度范围，进而提升电池可使用地理环境和范围。

背景技术

随着社会现代化水平的提高，镍氢电池已经逐渐代替镍镉电池和铅酸电池成为新能源产业的重要组成部分，广泛地应用于各个领域。但在全球范围内，特别在北半球北纬30°以上的地区冬季平均气温在0℃以下以及北纬20℃-30℃大陆上的沙漠高温地区，电池的放电性能受温度影响大，放电效果差，甚至有无法放电的现象出现，因此在这些地方还是采用铅酸电池及镍镉电池。然而铅酸电池和镍镉电池面临着巨大的政策和市场挑战，主要是欧盟等组织不断出台政策和指令(《报废电子电器设备指令》WEEE与《关于在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》RoHS)，加速了铅酸电池及镍镉电池被其他电池替代的进程。镍氢电池是最符合条件的替代品，但如何解决镍氢电池在高低温环境出现的放电性能问题，是其能否在更大领域应用的关键。镍氢电池通常按使用环境可以分为低温镍氢电池、高温镍氢电池和常温镍氢电池，低温镍氢电池可以在-40℃下正常工作，但在高温环境(50℃或以上)下工作效果就不理想；同样，高温镍氢电池也具有类似现象，高温环境下效果明显好，低温环境下(-5℃或以下)则效果不理想；常温镍氢电池使用的环境温度通常在-10℃-45℃，超出此温度范围，则使用效果差，甚至不能正常使用。而在现实世界中，在一些特定的环境场合，如军用的移动电源、航空航天、航海、石油、煤炭、地质勘探及作业、冰上及登山体育项目等，要求一些工作温度范围更宽的镍氢电池类型。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种圆柱密封镍氢宽温电池制作工艺，该制作工艺主要是通过对单体电池内部结构改进，正、负极材料和配方的改进创新，从而达到可以提高电池可使用温度范围，进而提升电池可使用地理环境和范围的目的。

基于上述目的，本发明提供的一种圆柱密封镍氢宽温电池制作工艺，其特征在于，所述圆柱密封镍氢宽温电池包括钢壳，钢壳内设有由正极、负极和隔膜组成的极组，在钢壳内注入电解液，正极集流结构由正极基体泡沫镍、镀镍或纯镍上集流盘连接构成，负极采用多孔金属网作基体材料，钢壳内底放置泡沫镍垫片，负极片下压与泡沫镍垫片、钢壳接触连接构成负极集流结构；所述正极的活性材料包括如下重量百分比的各组分：氢氧化镍80％-90％，钴4％-10％，添加剂1％-2％；所述负极活性材料采用吸氢平台低的高温合金粉；负极采用化学镀在负极极片表面形成富镍层，其中镍含量大于62％；所述电解液为KOH、NaOH、LiOH、H₂O和Ba(OH)₂的混合物，OH^-的摩尔浓度为7.2～8.6mol/L。本发明电池正极集流结构由正极基体泡沫镍(面密度280-450g/m²)、软态纯镍或镀镍上集流盘(厚度控制在0.1-0.5mm)连接构成，负极采用多孔金属网作基体材料，钢壳内底放置和钢壳内圆面积相同的泡沫镍垫片，负极片下压与泡沫镍垫片、钢壳接触连接构成负极集流结构。

在本发明中，一方面对单体电池内部结构进行改进创新，在电池制片装配阶段，采用端面焊结构，降低了电池内阻，改善了电池的低温导电性能，提升了活性物质低温效率，改善了电池低温放电性能，特别是低温大电流性能；

为了满足电池低内阻、大电流放电的要求又不增加工艺的复杂性，电池制作中采用端面焊工艺。由于正极板是用泡沫镍填充活性物质做成，而泡沫镍的焊接性能较差，给极组正极端面实现端面焊带来困难。为解决这一问题，拉浆时在泡沫镍基板上预留一条1-2mm宽的无浆泡沫镍边，碾压后将此无浆泡沫镍边的少许活性物质清洗干净，这样不仅提高了极板端面的可焊性，而且可减少卷绕电池极组过程中极板折断现象。

负极板采用多孔金属网作基体材料拉浆制成。制作时将负极多孔金属网露齿边通过泡沫镍同钢壳底部连接，从而达到面接触效果。极组底部负极露出锯齿边，卷绕时正、负极错开，有活性物质面用隔膜进行相对应，极组底部露出部分负极齿边，极组上部露出正极不填充活性物质的泡沫镍边。

本发明正极板采用泡沫镍拉浆工艺，将活性材料调成浆料用拉浆机填涂在泡沫镍基板上，经干燥和碾压成形后裁剪而成；负极板采用多孔金属网拉浆制成。本发明圆柱密封镍氢宽温电池制作工艺具体如图1所示。电池卷绕时正负极板上下错开，中间用隔膜隔开。