[发明专利]一种方形镍系二次电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于镍系二次电池技术领域，具体涉及一种加装弹簧部件的方形镍系二次电池及其制备方法。

背景技术

目前，国内方形镍系二次电池的结构设计中，一种是在有一定松紧度保证的情况下直接将极板组装入电池壳体中（见附图1），另一种是先将极板组捆扎后再装入电池壳体中（见附图2）。前者的缺点是电池在循环前期的充放电中极板组因不受限制而过早地过度膨胀，影响电池的使用寿命，另外由于电池使用初期极组中正负极片的松散接触，电池内阻较大，大电流放电能力受到一定影响。后者的缺点是电池在使用后期由于极板组本身的膨胀和捆扎的影响，电解液进出极板组将越来越困难，造成电池容量衰减，寿命缩短，充电电压升高，放电平台降低。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足而提供了一种加装弹性部件的方形镍系二次电池及其制备方法，该弹性部件可以使电池极板组一直处于紧密接触状态，电池充放电的极化减小，提高电池的大电流放电性能，另外弹性部件的使用也使得电池极板组的松紧度维持在一个合理的范围，有利于充放电时电解液的自由进出，延长了电池的使用寿命。

本发明的技术方案为：一种方形镍系二次电池，包括封装有电解液的壳体和设置于壳体内的极板组，其特征在于：所述的极板组两侧与壳体之间分别设有开扇形金属弹性部件或者由垫板与弹性部件组成的压紧机构，所述壳体的侧壁与塑料盖通过耐碱胶黏剂密封在一起。

本发明所述的开扇形金属弹性部件的材质为弹簧钢、不锈钢或镀镍钢片。

本发明所述的垫板为金属垫板或非金属垫板，非金属垫板的材质为聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。

本发明所述的弹性部件为开扇形金属弹性部件或波浪形金属弹性部件。

本发明所述的方形镍系二次电池为铁镍电池、镉镍电池、氢镍电池或锌镍电池。

本发明所述的方形镍系二次电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将正极板与负极板用聚烯烃隔膜包绕成初级极板组；（2）在初级极板组的两侧加装开扇形金属弹性部件或者由垫板与弹性部件组成的压紧机构；（3）用螺丝和螺母将正极板的极耳和负极板的极耳装配在集流柱上组成极板组；（4）将步骤（3）制得的极板组装入壳体内，盖上塑料盖，用耐碱胶黏剂或超声波焊接使壳体与塑料盖密封在一起；（5）向壳体内注入电解液，电解液为氢氧化钾与氢氧化锂的混合溶液，其中氢氧化钾的摩尔浓度为5-6mol/L、氢氧化锂的摩尔浓度为0.3-0.5mol/L，注入电解液的液面高度以淹没安装在步骤（3）的壳体中的极板组15mm为宜；（6）将步骤（5）制得的电池充放电活化即制得方形镍系二次电池。

本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）由于弹性部件在电池使用前期起支撑作用，在后期起受力作用，使极板组不管是在化成的前期还是在使用的后期都处于接触紧凑状态，这样就能够降低电池内阻，提高电池的放电平台和大电流放电性能；（2）弹性部件的使用也使得电池极板组的松紧度维持在一个合理的范围，有利于充放电时电解液的自由进出，延长了电池的使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中自由极板组的结构示意图，图2是图1的俯视图，图3是现有技术中捆扎式极板组的结构示意图，图4是图3的侧视图，图5是本发明中开扇形金属弹性部件的结构示意图，图6是图5的侧视图，图7是本发明方形镍系二次电池的结构示意图，图8是图7的侧视图。

图面说明：1、极板组，2、开扇形金属弹性部件，3、隔膜，4、垫板。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种方形镍系二次电池，包括封装有电解液的壳体和设置于壳体内的极板组1，所述的极板组1两侧与壳体之间分别设有开扇形金属弹性部件2，所述壳体的侧壁与塑料盖通过耐碱胶黏剂密封在一起。所述的开扇形金属弹性部件2的材质为弹簧钢、不锈钢或镀镍钢片。所述的方形镍系二次电池为铁镍电池、镉镍电池、氢镍电池或锌镍电池。

本发明的另一种形式为：一种方形镍系二次电池，包括封装有电解液的壳体和设置于壳体内的极板组，所述的极板组两侧与壳体之间分别设有由垫板4与弹性部件组成的压紧机构，所述壳体的侧壁与塑料盖通过耐碱胶黏剂密封在一起。所述的垫板4为金属垫板或非金属垫板，非金属垫板的材质为聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。所述的弹性部件为开扇形金属弹性部件2或波浪形金属弹性部件。所述的方形镍系二次电池为铁镍电池、镉镍电池、氢镍电池或锌镍电池。