专利名称：镍电极的发泡镍基体及镍电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池，特别是涉及一种镍电池及其镍电极的发泡镍基体。
背景技术：
作为“绿色环保电源”之一的镍氢电池因具有高比容量、无记忆效应和无污染等一 系列独特的优点而受到人们的广泛重视。由于镍氢电极正极限制电池的容量，所以改进镍电极的性能是提高镍氢电池的关 键问题之一。传统的卷绕式镍氢电池是将正极、隔膜和负极卷绕成一个圆柱体套入电池钢 壳，正极的基体材料多选用发泡镍材料，但由于卷绕内圈曲率半径小、应力大，正极片很容 易出现裂纹、断裂，从而导致(1)电池容量低；(2)裂纹处正极容易掉粉，形成微短路，或 在极片断裂处形成毛刺，容易刺穿隔膜而造成电池短路；(3)电池内阻偏大等问题，从而影 响电池的性能。为了克服以上问题，已有采用加大正极发泡镍基体材料面密度的方法，降 低卷绕过程中出现的基体断裂，但由于基体材料的增加，导致更高容量电池的设计出现困 难。也有采用卷绕时不易断裂的材料如钢带、钢网等材料，但导致电极片的导电性能下降。
实用新型内容本实用新型的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种镍电极的发泡镍基体 及镍电池，既能解决充电电池卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂的问题，同时又能确保电 池可设计成更高的容量和充分发挥电池性能。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种镍电极的发泡镍基体，包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所述卷绕内圈部 分的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。优选地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度是均勻的，而所述卷绕外圈部分的 发泡镍的面密度也是均勻的。优选地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度为300 g/ IIf -380g/ Itl2，所述卷绕 外圈部分的发泡镍的面密度为200g/ m2 -300g/ m2。一种镍电池，包括卷绕成极组的正极片、负极片和隔膜，所述正极片具有发泡镍基 体，其特征在于，所述发泡镍基体包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所述卷绕内圈部分 的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。优选地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度是均勻的，而所述卷绕外圈部分的 发泡镍的面密度也是均勻的。优选地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度为300g/ m2 -380g/ m2，所述卷绕 外圈部分的发泡镍的面密度为200g/ m2 -300g/ m2。优选地，所述镍电池为镍氢电池。本实用新型有益的技术效果是[0014]根据本实用新型，镍电极正极片的发泡镍基体包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部 分，卷绕内圈部分的发泡镍的面密度总体上大于卷绕外圈部分的发泡镍的面密度，这样， 发泡镍基体填充镍电极的粉料时，在基体发泡镍面密度小的地方，可填充较多量的正极粉 料，确保得到高容量的电池，此处的正极片处于卷绕外圈，而卷绕外圈曲率半径较大、应力 较小，正极片并不容易出现裂纹、断裂，而在基体发泡镍面密度大的地方，可填充粉料量少， 但此处基体的强度大，正极片柔韧性好，有利于解决卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂问 题。因此，本实用新型有效解决了充电电池卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂问题，同时 也确保电池可以设计成更高的容量和充分发挥电池性能。
图1为根据本实用新型一个实施例的面密度变化式发泡镍基体结构示意图；图2为采用本实用新型一个实施例的发泡镍基体制成的镍电极的示意图；图3为一个实施例的镍电极卷绕入壳后的镍电池的截面图。
具体实施方式
以下通过实施例结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。请参阅图1，根据一个实施例的镍电极的发泡镍基体，包括卷绕内圈部分1和卷绕 外圈部分2，卷绕内圈部分1的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分2的发泡镍的面密度。在一个优选的实施例中，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度是均勻的，而所述 卷绕外圈部分的发泡镍的面密度也是均勻的。较优地，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度为300g/ m2 -380g/ Ilf。较优地，所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度为200g/ m2 -300g/ Ilf。请参阅图2，采用一个实施例的发泡镍基体制成的镍电极正极片，同样包括内圈部 分11和外圈部分12，各自填充有正极粉料。其中，内圈部分11发泡镍的面密度大，所填粉 量较少，但基体的强度大，正极片柔韧性好，而外圈部分12发泡镍的面密度小，所填粉量较
^^ ο请参阅图3，一个实施例的镍电池包括电池壳5和装入其中的极组，其中镍电极、 负极片4和隔膜3绕卷成极组，镍电极正极片的卷绕内圈部分11卷绕在镍电池的内圈，镍 电极正极片的卷绕外圈部分12卷绕在镍电池的外圈。在一个实施例中，镍电池可以选择采用前述实施例的发泡镍基体。镍电池可以是镍电极采用发泡镍基体的各种卷绕式电池，例如镍氢电池、镍锌电 池等。以制作容量为IOOOmAh的AAA镍氢电池为例。采用如图1所示的一种面密度变化 式的发泡镍基体，例如，发泡镍基体的卷绕内圈部分1处的面密度为350g/ m%卷绕外圈部 分2处的面密度为260g/in2，然后制作成镍电极，得到如图2的电极片，镍电极内圈部分11 处发泡镍基体面密度大、填粉量少、极片柔韧性大，镍电极外圈部分12处发泡镍基体面密 度小、填粉量多，确保高容量的要求。镍电极(正极)与隔膜3、负极4卷绕入钢壳5后，镍电 极内圈部分11处于卷绕内圈，镍电极外圈部分12处于卷绕外圈，如图3所示。之后注液、点焊盖帽、压盖、封口及化成制作成电池。下面通过测试数据对本实用新型的实施例和对比例进行性能比较。实施例采用本实用新型面密度变化式的发泡镍基体制作10000只AAAlOOOmAh的 电池。对比例采用传统的发泡镍基体制作10000只AAAlOOOmAh的电池。电池性能评价( 1)制成过程中卷绕短路率和化成短路率
权利要求1.一种镍电极的发泡镍基体，其特征在于，包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所述 卷绕内圈部分的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。
2.如权利要求1所述的发泡镍基体，其特征在于，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密 度是均勻的，而所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度也是均勻的。
3.如权利要求2所述的发泡镍基体，其特征在于，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密 度为300 g/ m2 -380g/ m2，所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度为200g/ m2 -300g/ m2。
4.一种镍电池，包括卷绕成极组的正极片、负极片和隔膜，所述正极片具有发泡镍基 体，其特征在于，所述发泡镍基体包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所 述卷绕内圈部分 的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。
5.如权利要求4所述的镍电池，其特征在于，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度是 均勻的，而所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度也是均勻的。
6.如权利要求5所述的镍电池，其特征在于，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度为 300 g/ m2 -380g/ m2，所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度为200g/ m2 -300g/ m2。
7.如权利要求4-6任一项所述的镍电池，其特征在于，所述镍电池为镍氢电池。
专利摘要本实用新型公开了一种镍电极的发泡镍基体，包括卷绕内圈部分和卷绕外圈部分，所述卷绕内圈部分的发泡镍的面密度大于所述卷绕外圈部分的发泡镍的面密度。还公开了一种采用该发泡镍基体的镍电池。由于卷绕内圈部分和卷绕外圈部分面密度的差别，本实用新型既能解决充电电池卷绕内圈正极片容易出现裂纹、断裂的问题，同时又能确保电池设计成更高的容量和充分发挥电池性能。
文档编号H01M4/70GK201918459SQ20112002334
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者彭东方, 李延清, 王丽丽, 王守军, 莫元妙 申请人:深圳市量能科技有限公司