《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》是深圳市量能科技有限公司於2013年6月3日申請的發明專利，該專利申請號為2013102160710，公布號為CN103280603A，公布日為2013年9月4日，發明人是梁德聲、唐蔚、莫元妙。
《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》提供了一種高容量鎳氫電池及其製作方法,該電池的電芯的最外層平滑過渡至次外層，以提高外殼的空間利用率。該高容量鎳氫電池的製作方法，包括如下步驟：預製具有特定形狀的導電基體；塗覆並填充活性物質至所述導電基體；輥壓所述導電基體得到正/負電極片；疊置所述正極片、隔膜和負電極片並卷繞後得到最外層平滑過渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率；將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池。因為該電池的電芯的最外層平滑過渡至次外層，可以使得電芯的最外層到次外層的半徑差減小，這樣既可以避免最外層和次外層的半徑差導致的電池外殼被擠壓變形問題，又可以充分利用外殼的空間，儘可能增大電池的容量。
2021年6月24日，《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種高容量鎳氫電池及其製作方法
- 申請人：深圳市量能科技有限公司
- 發明人：梁德聲、唐蔚、莫元妙
- 申請號：2013102160710
- 申請日：2013年6月3日
- 公布號：CN103280603A
- 公布日：2013年9月4日
- 地址：廣東省深圳市寶安區大浪街道石凹同富邨工業區31、33棟
- 代理機構：深圳新創友智慧財產權代理有限公司
- 代理人：江耀純
- Int. Cl.：H01M10/30、H01M4/30、H01M10/28
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
截至2013年6月，隨著無線電話、汽車、數碼產品等設備對二次電池的待機及使用時間要求越來越高，這種需求促進了高容量二次電池的研發
鎳氫、鎳鎘電池是由正極、負極和隔膜卷繞而成電芯裝入鋼殼中，再注入電解液裝配而成。其中正、負極是由活性物質塗覆於導電基體上，後續再通過高溫、輥壓製得。
在2013年現行的鎳氫電池生產工藝中，為了提高電池容量，需要往鋼殼中填充更多的活性物質，而在電池鋼殼容積一定的情況下，如何提高其內部空間的利用率就成為填充更多的活性物質的關鍵，已有技術的缺陷是電池內部的電芯結構不盡合理，要么是不能填充更多的活性物質，要么是無法充分利用電池外殼的內部空間，還有的還會造成電芯裝入電池外殼時導致電池外殼擠壓變形而造成質量隱患。故有必要做出改進以製造更為安全可靠且能夠充分利用電池外殼內容空間的高容量鎳氫電池。
發明內容
專利目的
《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》的目的是提供一種可避免電芯在裝入鋼殼的過程中容易把鋼殼擠壓變形增加產品的質量隱患、同時能夠最大化電池容量的高容量鎳氫電池及其製作方法。
技術方案
一種高容量鎳氫電池，其電芯的最外層平滑過渡至次外層，以提高外殼的空間利用率。
優選的，製作所述電芯的正極片和負極片均具有至少一個由厚變薄的過渡段，且至少一個由厚變薄的過渡段處於卷繞後電芯的外側，以獲得所述的電芯的最外層平滑過渡至次外層的效果。
進一步優選的，所述由厚變薄的過渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6~1:7。
還優選的，所述由厚變薄的過渡段經滾壓成型。
《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》還提供一種高容量鎳氫電池的製作方法，包括如下步驟：預製具有特定形狀的導電基體；塗覆並填充活性物質至所述導電基體；輥壓所述導電基體得到正/負電極片；疊置所述正極片、隔膜和負電極片並卷繞後得到最外層平滑過渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率；將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池。
優選的，所述特定形狀是指所述導電基體至少一端具有由厚變薄的過渡段。
進一步優選的，所述預製具有特定形狀的導電基體的步驟採用預壓對輥進行滾壓的方式，所述預壓對輥至少在一個相對應的端部具有大於其它部位的直徑。
還優選的，所述預壓對輥的具有大於其它部位的直徑的端部與其相鄰的部位以倒角方式平滑過渡連線。
有益效果
《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》的有益效果是：因為該電池的電芯的最外層平滑過渡至次外層，可以使得電芯的最外層到次外層的半徑差減小，這樣既可以避免最外層和次外層的半徑差導致的電池外殼被擠壓變形問題，又可以充分利用外殼的空間，儘可能增大電池的容量。
在一個優選的技術方案中，通過在電芯的正極片和負極片設定由厚變薄的過渡段，可以相對較好的實現電芯的最外層平滑過渡至次外層，且不會太多影響到活性物質的塗覆和填充。
在另一優選的方案中，過渡段經滾壓成型，加工工藝簡單，成本低，且產品的結構比較穩定可靠。
在高容量鎳氫電池的製作方法中，通過預製具有特定形狀的導電基體的步驟，即可簡單方便的實現該發明的發明目的，無需對已有的高容量鎳氫電池加工工藝做改變就可以克服相關技術的缺陷。
附圖說明
圖1是《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》一個實施例的預壓對輥主視圖結構示意圖。
圖2a、2b分別是《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》一個實施例的具有過渡段的負極片主視圖結構示意圖。
圖3是《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》一個實施例的電芯的結構示意圖（為了顯示出層結構，圖中各層之間沒有相互緊貼）。
圖4是圖3實施例的電芯的結構另外一種示意圖（主要為了顯示最外層平滑過渡至次外層的這一特殊結構，電芯的橫截面輪廓更接近於圓形，也即電池外殼的形狀）。
技術領域
《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》涉及電池，尤其涉及一種高容量鎳氫電池及其製作方法。
權利要求
1.一種高容量鎳氫電池，其特徵在於：該電池的電芯的最外層平滑過渡至次外層，以提高外殼的空間利用率；所述電芯的正極片和負極片均具有至少一個由厚變薄的過渡段，且各有一個由厚變薄的過渡段處於卷繞後電芯的最外層，使得所述的電芯的最外層平滑過渡至次外層；所述由厚變薄的過渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6~1:7。
2.如權利要求1所述的高容量鎳氫電池，其特徵在於：所述由厚變薄的過渡段經滾壓成型。
3.一種高容量鎳氫電池的製作方法，其特徵在於：該高容量鎳氫電池如權利要求1或2所述，該製作方法包括如下步驟：預製具有特定形狀的導電基體；塗覆並填充活性物質至所述導電基體；輥壓所述導電基體得到正/負電極片，所述正/負電極片呈現中間厚且平、兩端逐漸變薄的結構；疊置所述正極片、隔膜和負電極片並卷繞後得到最外層平滑過渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率；將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池；所述特定形狀是指所述導電基體由厚變薄的過渡段；所述預製具有特定形狀的導電基體的步驟採用預壓對輥進行滾壓的方式，所述預壓對輥至少在一個相對應的端部具有大於其它部位的直徑；所述預壓對輥的具有大於其它部位的直徑的端部與其相鄰的部位以倒角方式平滑過渡。
實施方式
《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》實施例的高容量鎳氫電池的電芯的最外層平滑過渡至次外層，以提高外殼的空間利用率。一個較佳的具體實施方式描述如下：如圖3所示，所述電芯的最外層自外向內依次包括負極片2、隔膜3和正極片1，此外層同樣依次包括負極片2、隔膜3和正極片1。所述負極片2如圖2a、2b所示，其兩端各自具有一個由厚變薄的過渡段21，其中一個由厚變薄的過渡段21處於卷繞後電芯的最外層。正極片1的結構跟負極片2的類似，故不做贅述和圖示。這樣一來，卷繞後的電芯的最外層通過所述過渡段21可以平滑的向次外層過渡，使得電芯的橫截面外輪廓更接近於圓柱形，也就是更接近電池外殼的橫截面形狀，電芯裝入電池外殼後，電池外殼內部幾乎沒有空隙，避免了內部空間的浪費。而且，也更易裝入，而不會破壞電池外殼。2013年前的技術的電芯因最外層和次外層之間存在半徑差（差值等於正極片1、負極片2和隔膜3的厚度之和），實際上有一個“台階”，該“台階”會導致電芯在裝入鋼殼的過程中容易把鋼殼擠壓變形，增加產品的質量隱患。
為保證產品結構的可靠性和降低產品的加工成本，所述負極片2的過渡段21經滾壓成型。再者，結合實際產品的尺寸和結構需要，所述由厚變薄的過渡段21的最薄端和最厚端的厚度比是1:6~1:7。正極片1的加工和最終結構與負極片2一樣。
用於滾壓成型所述正極片1和負極片2的專用設備可採用如圖1所示的預壓對輥4，其包括一對並列設定的滾軸，兩個滾軸的兩個相對應的端部41均具有大於中間其它部位的直徑，預壓對輥4的中間呈現一個中間寬兩端窄的滾壓間隙。這樣經過該預壓對輥4的滾壓，即可得到具有由厚變薄的過渡段21的正極片1和負極片2。此外，為了使正極片1和負極片2的結構更加適合於卷繞等後續工序，所述預壓對輥4的兩個滾軸的端部41與其相鄰的靠中間的部位以倒角方式平滑過渡，這樣，加工出來的負極片2的過渡段21的厚度也是由厚到薄平滑過渡，能夠避免厚度突然變化帶來的問題。
前述具體實施方式中，所述負極片2也可以是只有一個端部具有由厚變薄的過渡段21，只要該由厚變薄的過渡段21在卷繞後處於卷芯的外側，即可實現《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》的技術效果。
該實施例的製作方法，包括如下步驟：預製具有特定形狀的導電基體：其中的特定形狀是指所述導電基體至少一端具有由厚變薄的過渡段21，通過前述如圖1所述的專用設備即可製得。塗覆並經過粉箱填充活性物質至所述導電基體：此步驟跟相關技術的做法一致即可。
輥壓所述導電基體得到正/負電極片：該步驟在前面預製後的導電基體的基礎上進行，因發泡鎳導電基體經過所述的預壓對輥4預壓後，呈現中間厚且平、兩端逐漸變薄的結構，即過渡段21，所以在輥壓成電極片（包括正極片和負極片）的過程中，兩端的過渡段21仍可保持預壓後的形狀，只是兩個之間的部位會過渡段21變薄，以符合使用的要求。此時，電極片的邊緣側面看呈一個銳角，銳角大小的選擇與電芯直徑有關，角度太小時極片邊緣會預壓較多，導致活性物質塗敷量減少，這樣極片過渡會比較好，但是對電芯容量發揮有影響。
疊置所述正極片、隔膜和負電極片並卷繞後得到最外層平滑過渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率。經該步驟之後製得的高容量鎳氫電池的側視結構圖如圖3所示，其最外層平滑過渡至次外層，能夠儘可能的減小最外層和次外層的半徑差。
將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池。因為前面步驟得到的電芯的最外層和次外層的半徑差已經很小，故此步驟中不會對電池外殼造成不良影響，且電芯能夠最大幅度的充滿電池外殼，從而消除安全隱患並提升電池的容量。
專利榮譽
2021年6月24日，《一種高容量鎳氫電池及其製作方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
