《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》是泉州勁鑫電子有限公司於2011年7月19日申請的發明專利，該專利的申請號為201110201987X，公布號為CN102299388A，公布日為2011年12月28日，發明人是陳端典、陳文明、李培坤、張桂生、尹純。
《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》包括鋼殼、集流架、正極帽、正極、負極以及將正極和負極隔開的隔膜，該集流架包括橫向的上、下端板以及夾設於上、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的集流效果，它能提高鎳氫動力電池大電流放電效果。該發明還公開了鎳氫動力電池的生產工藝，該生產工藝主要包括製作極組、製作集流架預裝配和裝配步驟。
2014年11月6日，《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種鎳氫動力電池及其生產工藝
- 公布號：CN102299388A
- 公布日：2011年12月28日
- 申請號：201110201987X
- 申請日：2011年7月19日
- 申請人：泉州勁鑫電子有限公司
- 地址：福建省泉州市泉州江南高新電子科技園勁鑫大廈
- 發明人：陳端典、陳文明、李培坤、張桂生、尹純
- 分類號：H01M10/30（2006.01）I、H01M2/26（2006.01）I、H01M10/28（2006.01）I
- 代理機構：泉州市博一專利事務所
- 類別：發明專利
- 代理人：洪淵源
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
鎳氫電池系20世紀80年代末發展起來的高新技術產品，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、比能量高等優點，可大電流充放電，耐過充能力強，安全可靠，無記憶效應，能長時間工作，而且沒有污染，被稱為“綠色電池”，代表了二十一世紀電池產品的發展方向，廣泛用於移動通訊、攜帶型計算機、電動工具、航天等領域。由於行動電話和電動車的迅速發展，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域，截至2011年7月，鎳氫動力電池是混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證並被商業化、規模化的電池體系，全球已經批量生產的混合動力汽車全部採用鎳氫動力電池體系。2011年7月前已有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池。各大廠家在製作鎳氫動力電池時，多數採用集流盤對正極進行集流，以提高電池高功率放電性能，但其生產過程中，集流盤需要與正極預留的發泡鎳進行焊接，極易出現焊接電流不穩定現象，過大則會將發泡鎳焊穿，導致電池短路，過小則出現虛焊現象，使得電池內阻增大，無法達到要求的高功率放電性能。
發明內容
專利目的
《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》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。該發明還提供了該種鎳氫動力糊少廈電池的生產工藝，該種生產工藝無需使正極和集流盤進行點設旬盛焊，因此有效解決了2011年7月前已有技術存在的上述問題，它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度，提高生產穩定性，而且減少次禁希乘品廢品的產生。
技術方案
一種鎳氫動力電池，包括鋼殼、正極帽、正極、負極以及將正極和負極隔開的隔膜，所述正極、隔膜以及負極卷繞並設於鋼殼內，正極的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部，且該預留髮泡鎳部向中心磨平並突出隔膜的上端，負極的下端突出於隔膜的下端，且負極下端電連線於鋼殼底部，所述鎳氫動力電池還包括一發生形變的集流架，該集流架包括橫向的上、下端板以及夾設於上、下端板之間的縱向彈片，所述上端板與正極帽焊接，所述下端板與預留髮泡鎳部抵接。
作為該發明的改進，所述上端板的上端面設有點焊點，且上端板和正極帽之間通過點焊連線。所述下端板的下端面分布有凸起，這些凸起能嵌入預留髮泡鎳部內，從而增大了集流架和正極的接觸面積，進而提高了正極的導電性能。作為該發明的改進，所述預留髮泡鎳部的材料為發泡鎳；所述上端板、下端板以及彈片的籃元肯材料分別為鐵、鎳、鋁或銅中的一種或多種。作為該發明的進一步改進，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。
為了增強負極導電性能，所述負極下端與鋼殼底部之間設有泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊。
《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》包括以下步驟：
a、製作極組，該步驟由正極製作、負極製作以及卷繞步驟組成：1）正極製作，在正極基材上填充活性物質，且正極基材的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部；2）負極製作，在負極基材上填充活性物質；3）卷繞，用隔膜將正、負極隔開，同時將正、負極以及隔膜進行卷繞，並使預留髮泡鎳部突出隔膜上端，負極底部突出隔膜下端；
b、製作集流架，將縱向的彈片與橫向的上、下端板連線在一起；
c、預裝配，將預留髮泡鎳部向中心磨平；在鋼殼的底部墊設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，先將極組放置於鋼殼內，使負極下端與泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊抵接，接著進行滾槽並注入電解液，然後將預先與正極帽焊接的集流架的放置於預留髮泡鎳部上，最後進行封裝，並使彈片變形。
所述正極基材為發泡鎳，正極的活性物質為球形氫氧化鎳；所述負極基材為多孔白棗嚷龍金屬網，負極的活性物質為合金粉。
步驟b中待上、下端板和彈片連為一體後，還需要分別對上、下端板和彈片進行電鍍，且所述上、下端板的材料為鎳，潤促所述彈片的材料為銅。
所述下端板的下端面上分布有凸起，這些凸起能嵌入預留髮泡鎳部（通恥巴墊章常為發泡鎳）內，從而增大了集流架和正極的接觸面積，進而提高了正極的導電性能。
改善效果
1、該發明的鎳氫動力電池具有較強的集流效果，它能提高鎳氫動力電池大電流放電效果，此外，由於集流架一直處於變形狀態，即彈片受到壓縮，極組會受到彈片產生的向下的壓力，從而使得負極和鋼殼底部的電接觸有所改善，進而提高負極的導電性能。
2、該發明的鎳氫動力電池具有較強的性能，它可滿足10C放電的要求，最大放電電流可達到100安，30安放電中值電壓在1.18伏以上，交流內阻在3毫歐以下。
3、與2011年7月前已有的生產工藝相比，該發明的生產工藝不再需要對正極與集流體之間進行點焊，無焊穿發泡鎳風險，也不存在虛焊現象，因此它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度，提高了生產穩定性，而且減少次品廢品的產生。
附圖說明
圖1為該發明的結構示意圖。
圖2為集流架的左側結構示意圖。
圖3為集流架的俯視圖。
圖4為集流架的仰視圖。
權利要求
1.《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》其特徵在於，包括以下步驟：
a.製作極組，該步驟由正極製作、負極製作以及卷繞步驟組成：1）正極製作，在正極基材上填充活性物質，且正極基材的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部；2）負極製作，在負極基材上填充活性物質；3）卷繞，用隔膜將正、負極隔開，同時將正、負極以及隔膜進行卷繞，並使預留髮泡鎳部突出隔膜上端，負極底部突出隔膜下端；
b.製作集流架，將縱向的彈片與橫向的上、下端板連線在一起；
c.預裝配，將預留髮泡鎳部向中心磨平；在鋼殼的底部墊設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，先將極組放置於鋼殼內，使負極下端與泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊抵接，接著進行滾槽並注入電解液，然後將預先與正極帽焊接的集流架的放置於預留髮泡鎳部上，最後進行封裝，並使彈片變形。
2.如權利要求1所述的鎳氫動力電池的生產工藝，其特徵在於：所述正極基材為發泡鎳，正極的活性物質為球形氫氧化鎳；所述負極基材為多孔金屬網，負極的活性物質為合金粉。
3.如權利要求1所述的鎳氫動力電池的生產工藝，其特徵在於：步驟b中待上、下端板和彈片連為一體後，還需要分別對上、下端板和彈片進行電鍍，且所述上、下端板的材料為鎳，所述彈片的材料為銅。
4.如權利要求1所述的鎳氫動力電池的生產工藝，其特徵在於：所述下端板的下端面上分布有凸起。
實施方式
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、負極5以及將正極4和負極5隔開的隔膜6。隔膜6採用英國SciMaT生產的特殊尼龍隔膜。
繼續參照圖1，正極4、隔膜6以及負極5卷繞並設於鋼殼1內，正極4的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部41，且該預留髮泡鎳部41向中心磨平並突出隔膜6的上端，負極5的下端突出於隔膜6的下端。正極4通常由正極基材（圖中未畫出）以及填充於正極基材上的活性物質組成，該正極基材通常為發泡鎳，正極4的活性物質通常為球形氫氧化鎳；負極5通常由負極基材（圖中未畫出）以及填充於負極基材上的活性物質組成，該負極基材通常為網狀金屬，負極5的活性物質為合金粉。
同時參照圖2至圖4，集流架2包括橫向的上、下端板21、22以及夾設於上、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焊接於上、下端板21、22，也可以通過其它方式與上、下端板21、22連線。該實施例中的上、下端板21、22的材料為不鏽鋼、彈片23的材料為銅，它具有比普通集流盤更強的集流效果，當然上、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的上端面設有點焊點211，且上端板21和正極帽3之間通過點焊連線。下端板22的下端面均勻分布有凸起221，這些凸起221能嵌入預留髮泡鎳部41內，從而增大了集流架2和正極4的接觸面積，進而提高了正極4的導電性能。
繼續參照圖1，為了增強負極5的導電性能，通常需要在負極5下端和鋼殼1底部之間墊設泡沫鎳底墊7，泡沫鎳底墊7也可由泡沫銅底墊替代。
參照圖1至圖4，該發明包括以下步驟：
a、製作極組，該步驟由正極製作、負極製作以及卷繞步驟組成：1）正極製作，在發泡鎳上填充球形氫氧化鎳，並添加適量的氧化釔，正極4的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部41，該預留髮泡鎳部41的寬度大概為4.5毫米；2）負極製作，在網狀金屬上填充合金粉製成負極5；3）卷繞，用特殊尼龍製成的隔膜6將正、負極4、5隔開，同時將正、負極4、5以及隔膜6進行卷繞，並使預留髮泡鎳部41突出隔膜6上端，負極5下端突出於隔膜6下端，然後用耐鹼膠帶將極組粘好。
b、製作集流架，將多個縱向的彈片23與橫向的上、下端板21、22連線在一起，然後分別對上、下端板21、22和彈片23進行電鍍，該實施例的彈片23由銅製成，上、下端板21、22均由不鏽鋼製成，當然它們也可以由其它金屬材料替代。
c、預裝配，將預留髮泡鎳部41向中心磨平；在鋼殼1的底部墊設泡沫鎳底墊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1.3毫米左右；將集流架2的上端板21與正極帽3焊接在一起。
d、裝配，先將極組放置於鋼殼1內，使負極5下端與泡沫鎳底墊7抵接，接著進行滾槽並注入電解液，然後將預先與正極帽3焊接的集流架2的放置於預留髮泡鎳部41上，最後進行封裝，封裝後的集流架2會一直處於壓縮狀態，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，並提高了正極4的導電性能，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能嵌入預留髮泡鎳部41（通常為發泡鎳）內。
榮譽表彰
2014年11月6日，《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
為了增強負極導電性能，所述負極下端與鋼殼底部之間設有泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊。
《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》包括以下步驟：
a、製作極組，該步驟由正極製作、負極製作以及卷繞步驟組成：1）正極製作，在正極基材上填充活性物質，且正極基材的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部；2）負極製作，在負極基材上填充活性物質；3）卷繞，用隔膜將正、負極隔開，同時將正、負極以及隔膜進行卷繞，並使預留髮泡鎳部突出隔膜上端，負極底部突出隔膜下端；
b、製作集流架，將縱向的彈片與橫向的上、下端板連線在一起；
c、預裝配，將預留髮泡鎳部向中心磨平；在鋼殼的底部墊設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，先將極組放置於鋼殼內，使負極下端與泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊抵接，接著進行滾槽並注入電解液，然後將預先與正極帽焊接的集流架的放置於預留髮泡鎳部上，最後進行封裝，並使彈片變形。
所述正極基材為發泡鎳，正極的活性物質為球形氫氧化鎳；所述負極基材為多孔金屬網，負極的活性物質為合金粉。
步驟b中待上、下端板和彈片連為一體後，還需要分別對上、下端板和彈片進行電鍍，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，這些凸起能嵌入預留髮泡鎳部（通常為發泡鎳）內，從而增大了集流架和正極的接觸面積，進而提高了正極的導電性能。
改善效果
1、該發明的鎳氫動力電池具有較強的集流效果，它能提高鎳氫動力電池大電流放電效果，此外，由於集流架一直處於變形狀態，即彈片受到壓縮，極組會受到彈片產生的向下的壓力，從而使得負極和鋼殼底部的電接觸有所改善，進而提高負極的導電性能。
2、該發明的鎳氫動力電池具有較強的性能，它可滿足10C放電的要求，最大放電電流可達到100安，30安放電中值電壓在1.18伏以上，交流內阻在3毫歐以下。
3、與2011年7月前已有的生產工藝相比，該發明的生產工藝不再需要對正極與集流體之間進行點焊，無焊穿發泡鎳風險，也不存在虛焊現象，因此它不僅降低了鎳氫動力電池的加工難度，提高了生產穩定性，而且減少次品廢品的產生。
附圖說明
圖1為該發明的結構示意圖。
圖2為集流架的左側結構示意圖。
圖3為集流架的俯視圖。
圖4為集流架的仰視圖。
權利要求
1.《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》其特徵在於，包括以下步驟：
a.製作極組，該步驟由正極製作、負極製作以及卷繞步驟組成：1）正極製作，在正極基材上填充活性物質，且正極基材的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部；2）負極製作，在負極基材上填充活性物質；3）卷繞，用隔膜將正、負極隔開，同時將正、負極以及隔膜進行卷繞，並使預留髮泡鎳部突出隔膜上端，負極底部突出隔膜下端；
b.製作集流架，將縱向的彈片與橫向的上、下端板連線在一起；
c.預裝配，將預留髮泡鎳部向中心磨平；在鋼殼的底部墊設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，先將極組放置於鋼殼內，使負極下端與泡沫鎳底墊或泡沫銅底墊抵接，接著進行滾槽並注入電解液，然後將預先與正極帽焊接的集流架的放置於預留髮泡鎳部上，最後進行封裝，並使彈片變形。
2.如權利要求1所述的鎳氫動力電池的生產工藝，其特徵在於：所述正極基材為發泡鎳，正極的活性物質為球形氫氧化鎳；所述負極基材為多孔金屬網，負極的活性物質為合金粉。
3.如權利要求1所述的鎳氫動力電池的生產工藝，其特徵在於：步驟b中待上、下端板和彈片連為一體後，還需要分別對上、下端板和彈片進行電鍍，且所述上、下端板的材料為鎳，所述彈片的材料為銅。
4.如權利要求1所述的鎳氫動力電池的生產工藝，其特徵在於：所述下端板的下端面上分布有凸起。
實施方式
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、負極5以及將正極4和負極5隔開的隔膜6。隔膜6採用英國SciMaT生產的特殊尼龍隔膜。
繼續參照圖1，正極4、隔膜6以及負極5卷繞並設於鋼殼1內，正極4的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部41，且該預留髮泡鎳部41向中心磨平並突出隔膜6的上端，負極5的下端突出於隔膜6的下端。正極4通常由正極基材（圖中未畫出）以及填充於正極基材上的活性物質組成，該正極基材通常為發泡鎳，正極4的活性物質通常為球形氫氧化鎳；負極5通常由負極基材（圖中未畫出）以及填充於負極基材上的活性物質組成，該負極基材通常為網狀金屬，負極5的活性物質為合金粉。
同時參照圖2至圖4，集流架2包括橫向的上、下端板21、22以及夾設於上、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焊接於上、下端板21、22，也可以通過其它方式與上、下端板21、22連線。該實施例中的上、下端板21、22的材料為不鏽鋼、彈片23的材料為銅，它具有比普通集流盤更強的集流效果，當然上、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的上端面設有點焊點211，且上端板21和正極帽3之間通過點焊連線。下端板22的下端面均勻分布有凸起221，這些凸起221能嵌入預留髮泡鎳部41內，從而增大了集流架2和正極4的接觸面積，進而提高了正極4的導電性能。
繼續參照圖1，為了增強負極5的導電性能，通常需要在負極5下端和鋼殼1底部之間墊設泡沫鎳底墊7，泡沫鎳底墊7也可由泡沫銅底墊替代。
參照圖1至圖4，該發明包括以下步驟：
a、製作極組，該步驟由正極製作、負極製作以及卷繞步驟組成：1）正極製作，在發泡鎳上填充球形氫氧化鎳，並添加適量的氧化釔，正極4的上端形成未填充活性物質的預留髮泡鎳部41，該預留髮泡鎳部41的寬度大概為4.5毫米；2）負極製作，在網狀金屬上填充合金粉製成負極5；3）卷繞，用特殊尼龍製成的隔膜6將正、負極4、5隔開，同時將正、負極4、5以及隔膜6進行卷繞，並使預留髮泡鎳部41突出隔膜6上端，負極5下端突出於隔膜6下端，然後用耐鹼膠帶將極組粘好。
b、製作集流架，將多個縱向的彈片23與橫向的上、下端板21、22連線在一起，然後分別對上、下端板21、22和彈片23進行電鍍，該實施例的彈片23由銅製成，上、下端板21、22均由不鏽鋼製成，當然它們也可以由其它金屬材料替代。
c、預裝配，將預留髮泡鎳部41向中心磨平；在鋼殼1的底部墊設泡沫鎳底墊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1.3毫米左右；將集流架2的上端板21與正極帽3焊接在一起。
d、裝配，先將極組放置於鋼殼1內，使負極5下端與泡沫鎳底墊7抵接，接著進行滾槽並注入電解液，然後將預先與正極帽3焊接的集流架2的放置於預留髮泡鎳部41上，最後進行封裝，封裝後的集流架2會一直處於壓縮狀態，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，並提高了正極4的導電性能，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能嵌入預留髮泡鎳部41（通常為發泡鎳）內。
榮譽表彰
2014年11月6日，《一種鎳氫動力電池及其生產工藝》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
