專利名稱：二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種二次電池，特別是指一種電極端面匯流效果佳，放電容量高，且大電流充放電性能優(yōu)良的二次電池。
背景技術(shù)：
眾所周知，隨著各種便攜式電器產(chǎn)品及電動工具的廣泛使用，人們對作為上述器件備用電源的二次電池的性能要求越來越高，特別是對于工具電池，要求其具有良好的大電流充放電性能及較高的大電流放電容量。
為了提高工具電池的大電流性能，通過對電極進(jìn)行端面焊接這一方法被越來越多地采用。尤其是具有渦卷狀電極組的電池，在對電極進(jìn)行端面焊接時(shí)，集電器與電極組端面接觸點(diǎn)的多少，或者集電器與電極組端面的導(dǎo)通點(diǎn)面積大小對電池的放電性能有著較大影響。目前一般是在集電器上穿孔或開口，使形成均勻的毛刺，從而有利于集電器與電極組相接觸及焊接，請參考中國專利第CN98105286.X號，以及中國專利第CN03224363號，該兩件專利均提到一種集電器結(jié)構(gòu)，即在集電器中心向外設(shè)置開口并延伸至集電器基板外周邊緣，且開口的邊緣部分向下翻邊形成有突出肋，通過突出肋與渦卷狀電極組端面彼此交叉咬合，產(chǎn)生多個(gè)部位彼此焊接，再通過集電器的極耳部分的頂端與帽型端子彼此焊接而導(dǎo)通。這種集電結(jié)構(gòu)通過將以前的點(diǎn)面接觸，改進(jìn)為咬合并焊接，增加了集電器同電極組的導(dǎo)通面積。
但是，由于采用的是肋條狀結(jié)構(gòu)，而電極組端面為渦卷狀，這樣集電器上的每根肋與電極組的接觸也僅限于幾個(gè)有限交叉點(diǎn)，導(dǎo)通的面積不大，同時(shí)電極組端面上沒有與肋相交或者沒有與集電器接觸的部位無法導(dǎo)通，影響了集電效果。因此，要進(jìn)一步提高工具電池的大電流性能與大電流充放電性能，就必須提高其集電器與電極組端面的接觸面積，最大程度地減小電池內(nèi)阻。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本實(shí)用新型的目的即在于提供一種電極端面匯流效果佳，且大電流充放電性能優(yōu)良的二次電池。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型一種二次電池，包括由正極板、負(fù)極板和隔膜組成的極芯，該極芯的一端形成有渦卷狀電極組，與所述電極組電連接的集電器，共同安放在一個(gè)金屬外殼內(nèi)，由帽型端密封，所述集電器設(shè)有極耳，并通過極耳頂端與帽型端與彼此焊接，尤其是所述二次電池還包括有一金屬發(fā)泡體，所述電極組端面是嵌入在該金屬發(fā)泡體內(nèi)達(dá)成電連接關(guān)系，所述集電器是通過與金屬發(fā)泡體彼此焊接而達(dá)成與電極組電連接。
在上述的二次電池結(jié)構(gòu)中，其中其中電極組的端面嵌入金屬發(fā)泡體的深度在0-1.5mm之間，優(yōu)選為0-1mm。
所述金屬發(fā)泡體的孔隙率在99％-40％之間。
所述金屬發(fā)泡體經(jīng)過機(jī)械方法壓縮使電極組端面嵌入其內(nèi)的壓縮比在30％-80％之間。
所述金屬發(fā)泡體的厚度在1-3mm，壓縮后的厚度在0.1-2mm。
所述金屬發(fā)泡體面積為電極組端面面積的95％-60％。
所述金屬發(fā)泡體是由與電極導(dǎo)電集體或集電器相同的材料制成，或者是能夠在此電池環(huán)境中穩(wěn)定存在的金屬或合金材料，或者是通過在普通發(fā)泡體進(jìn)行表面處理形成一層能夠在此電池中穩(wěn)定存在的金屬或合金材料制成。
所述集電器與極耳之間是通過一體成型在一起。
本實(shí)用新型的有益效果在于由于采用“柔性”的金屬發(fā)泡體預(yù)先同電極組端面進(jìn)行導(dǎo)通，避免了由于電極組端面不平及常用集電器剛性較好而導(dǎo)致集電器同電極組端面接觸不充分，以及常用集電器與電極組端面接觸點(diǎn)少的不足，極大限度的增加了電極組與集電器之間的導(dǎo)通面積，降低了二次電池內(nèi)阻，改善了二次電池內(nèi)部電流分布的均勻性，提高了二次電池的大電流充放電性能和放電容量。


為了易于說明，本實(shí)用新型由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。
圖1是本實(shí)用新型二次電池的實(shí)施例中所示鎳氫二次電池的局部剖面圖。
圖2是本實(shí)用新型二次電池的集電器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)以鎳氫二次電池的結(jié)構(gòu)為例說明本實(shí)用型二次電池結(jié)構(gòu)請一起參閱圖1和圖2，設(shè)電池A是具有標(biāo)稱容量為3300mAh的Sc型鎳氫二次電池，其具體結(jié)構(gòu)及制作過程如下制作一個(gè)尺寸約為240mm×33mm×0.58mm的鎳正極板1和一個(gè)尺寸約為310mm×33.6mm×0.33mm的儲氫合金負(fù)極板2。正極板1在其長度方向上的端子邊緣裝有裸露的鎳片電極3，在各正負(fù)極板1、2之間插入一個(gè)隔膜，使正負(fù)極板1、2相互錯(cuò)開形成電芯，并使裸露的鎳片電極3向外，螺旋的纏繞所有電極3以形成渦卷狀電極組，整個(gè)電極組與電芯安放于電池外殼4內(nèi)，正極板1的鎳片電極3位于上端，將一個(gè)面積為電極組端面面積的85％(可以為95％-60％間的任意值)，孔率為99％-40％間任意值，最佳值為98％，厚約為2mm圓形發(fā)泡鎳5(可以為其它金屬種類的金屬發(fā)泡體)安放在其上，該厚度可以為1-3mm間的任意值，通過機(jī)械擠壓，使正極板1上的鎳片電極嵌入發(fā)泡鎳5中，擠壓后發(fā)泡鎳5的厚度約為0.8mm(壓縮后的厚度可以在0.1-2mm間的任意值)，將一個(gè)引出有極耳61的集電器6安置在發(fā)泡鎳5上(極耳61與集電器6之間是一體成型的)，對集電器6的主體部分與發(fā)泡鎳5，以及渦卷狀電極組端面嵌入發(fā)泡鎳5中的端子進(jìn)行焊接，之后，再將集電器6的極耳61部分伸出端與帽型端7焊接，把預(yù)定量的堿性電解液注入電池外殼中，然后通過帽型端7對電池封口。這樣得到本實(shí)用新型的二次電池A。
如圖1所示，放置在電極組上端端面的發(fā)泡鎳5經(jīng)過機(jī)械擠壓后，電極組上端的鎳片電極3沿長度方向幾乎全都嵌入發(fā)泡鎳5中，這樣除了電極組端面、發(fā)泡鎳5以及集電器6之間的焊接部位以外，還存在電極組與發(fā)泡鎳5間的接觸導(dǎo)通，從而增加了導(dǎo)通面積，使得整個(gè)二次電池的電流分布均勻，減小了二次電池內(nèi)阻，提高了大電流充放電性能。
為了測驗(yàn)上述結(jié)構(gòu)的二次電池，制作50支二次電池A，稱為二次電池A組。
以現(xiàn)有技術(shù)再制作二次電池B，作為比較例。其中二次電池B的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二次電池A基本相同，只是在電極組上端沒有金屬發(fā)泡體(如發(fā)泡鎳)，將集電器直接與電極組彼此焊接。二次電池制作過程同實(shí)施例，制作50支二次電池B，稱為二次電池B組。
對A、B組二次電池進(jìn)行充放電性能測試將電池以3000mA充電70分鐘，控制-ΔV＝10mV，擱置30分鐘，然后以30000mA放電至電壓為0.8V，放電容量記為10C放電容量。測試結(jié)果見下表

如上表所示，具有電池A結(jié)構(gòu)的電池放電容量比具有電池B結(jié)構(gòu)的電池放電容量平均高80mAh。
本實(shí)用新型實(shí)例是以鎳氫Sc電池進(jìn)行說明的，但對與其他二次電池如鎳一鎘電池，鎳鋅電池也同樣適用。
權(quán)利要求1.一種二次電池，包括由正極板、負(fù)極板和隔膜組成的極芯，該極芯的一端形成有渦卷狀電極組，與所述電極組電連接的集電器，共同安放在一個(gè)金屬外殼內(nèi)，由帽型端密封，所述集電器設(shè)有極耳，并通過極耳頂端與帽型端與彼此焊接，其特征在于所述二次電池還包括有一金屬發(fā)泡體，所述電極組端面是嵌入在該金屬發(fā)泡體內(nèi)達(dá)成電連接關(guān)系，所述集電器是通過與金屬發(fā)泡體彼此焊接而達(dá)成與電極組電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于其中電極組的端面嵌入金屬發(fā)泡體的深度在0-1.5mm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體的孔隙率在99％-40％之間。
4.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體經(jīng)過機(jī)械方法壓縮使電極組端面嵌入其內(nèi)的壓縮比在30％-80％之間。
5.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體的厚度在1-3mm，壓縮后的厚度在0.1-2mm。
6.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體面積為電極組端面面積的95％-60％。
7.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體是由與電極導(dǎo)電集體或集電器相同的材料制成。
8.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述集電器與極耳之間是通過一體成型在一起。
9.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體是由夠在此電池環(huán)境中穩(wěn)定存在的金屬制成。
10.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于所述金屬發(fā)泡體是通過在普通發(fā)泡體進(jìn)行表面處理形成一層能夠在此電池中穩(wěn)定存在的金屬制成。
專利摘要本實(shí)用新型一種二次電池，包括由正極板、負(fù)極板和隔膜組成的極芯，該極芯的一端形成有渦卷狀電極組，與所述電極組電連接的集電器，共同安放在一個(gè)金屬外殼內(nèi)，由帽型端密封，所述集電器設(shè)有極耳，并通過極耳頂端與帽型端與彼此焊接，尤其是所述二次電池還包括有一金屬發(fā)泡體，所述電極組端面是嵌入在該金屬發(fā)泡體內(nèi)達(dá)成電連接關(guān)系，所述集電器是通過與金屬發(fā)泡體彼此焊接而達(dá)成與電極組電連接。所述的二次電池的電極端面匯流效果佳，放電容量高，且大電流充放電性能優(yōu)良。
文檔編號H01M4/02GK2914348SQ20052011972
公開日2007年6月20日 申請日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
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