一種鋅鎳圓柱電池電芯制造技術

本申請公開了一種鋅鎳圓柱電池電芯，屬于儲能技術領域，包括鎳正極、鋅負極、負極集流體、隔膜、絕緣層；所述負極集流體、鋅負極、隔膜、鎳正極由內向外依次卷繞貼合；所述鋅負極覆蓋鎳正極的兩面，并經卷繞后處于最外側；所述絕緣層卷繞貼合在所述電芯圓柱體側面裸露的鋅負極表面；所述鎳正極雙面負載活性物質I；所述鋅負極單面負載活性物質II。本申請可將電芯置于鍍鎳鋼質圓柱形電池外殼中而不發生顯著的副反應，有效提升電池的壽命與可靠性；本申請結構的電芯易使鎳正極和鋅負極與電池殼體正、負極形成良好的電子通路；負極集流體兩面由于卷繞作用與鋅負極未負載電極材料面具有壓緊力，鋅負極與集流體有較大的接觸面積，有利于負極電流的均勻分布。

【技術實現步驟摘要】

本申請屬于儲能，尤其涉及一種鋅鎳圓柱電池電芯。

技術介紹

1、水系鋅鎳二次電池與有機系鋰離子電池、有機系鈉離子電池相比，在安全性方面具有明顯優勢，在電動工具及低速電動車領域具有廣闊的應用前景。圓柱型電池發展時間較長、標準化程度較高、工藝較為成熟、散熱性較好、外殼耐壓高。就水系電解液的電壓窗口和鋅鎳電池的工作電壓而言，發展圓柱型鋅鎳電池將會更好的適應市場需求。

2、鋅鎳圓柱電池電芯需包括可卷繞的鎳正極、鋅負極和隔膜。將隔膜置于正負極之間卷繞成圓柱體后，放入電池殼體內。正負極不發生電子導通，鎳正極與鋅負極分別與電池的正負極形成電子通路，注入電解液后，即可按照充放電程序開始工作。圓柱電池一般采用鍍鎳鋼殼作為電池殼體，傳統的負極位于電芯最外側的結構不可避免地發生鎳與鋅在堿性電解液中的電子導通，加重副反應的發生，對電池性能造成極其惡劣的影響。

技術實現思路

1、為解決上述技術問題，本申請提供了一種鋅鎳圓柱電池電芯，可有效避免鋅負極與鍍鎳圓柱鋼殼電子導通，有效減少副反應的發生。

2、為了實現上述專利技術目的，本申請提供以下技術方案：

3、一方面，本申請提供了一種鋅鎳圓柱電池電芯，包括鎳正極、鋅負極、負極集流體、隔膜、絕緣層；

4、所述負極集流體、鋅負極、隔膜、鎳正極由內向外依次卷繞貼合，形成電芯圓柱體；

5、所述鋅負極覆蓋鎳正極的兩面，并經卷繞后處于最外側；

6、所述絕緣層卷繞貼合在所述電芯圓柱體側面裸露的鋅負極的外側；</p>

7、所述鎳正極雙面負載活性物質i；

8、所述鋅負極單面負載活性物質ii。

9、可選地，所述活性物質i包括氫氧化鎳；

10、所述活性物質ii選自氧化鋅、鋅粉、氫氧化鋅中的一種。

11、可選地，所述鎳正極、鋅負極、隔膜、絕緣層獨立地為矩形。

12、可選地，所述鋅負極沿矩形長邊垂線活性物質面進行面對面對折，折線與卷軸平行，將鎳正極置于鋅負極活性物質面之間。

13、可選地，所述隔膜位于鎳正極和鋅負極之間。

14、可選地，所述負極集流體包括負極貼合部分和極耳部分；

15、所述負極貼合部分和極耳部分獨立地為矩形；

16、所述負極貼合部分與折疊后鋅負極其中一面貼合；

17、所述極耳部分的長邊與所述負極貼合部分的短邊共線；

18、所述極耳部分的短邊與所述負極貼合部分的長邊共線；

19、所述極耳部分靠近折線側；

20、所述極耳部分的短邊寬度為1～5mm。

21、可選地，所述極耳部分的短邊寬度為2～4mm。

22、可選地，所述極耳部分的短邊寬度獨立地選自1mm、2mm、3mm、4mm、5mm中的任意值或任意兩者之間的范圍值。

23、可選地，所述鎳正極其中一面包含未負載活性物質部分；

24、所述未負載活性物質部分為矩形；

25、所述未負載活性物質部分的長邊與所述鎳正極的短邊重合且等長；

26、所述未負載活性物質部分的短邊寬度為4～10mm。

27、可選地，所述未負載活性物質部分的短邊寬度為5～8mm。

28、可選地，所述未負載活性物質部分的短邊寬度獨立地選自4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm中的任意值或任意兩者之間的范圍值。

29、可選地，所述鎳正極含有未負載活性物質部分的一面一側背向負極集流體一側放置。

30、可選地，所述鎳正極未負載活性物質部分的一端遠離鋅負極折線一側放置。

31、可選地，所述鋅鎳圓柱電池電芯從鋅負極折線處開始卷繞，沿負極集流體一面向內卷繞。

32、可選地，卷繞后鎳正極未負載活性物質部分的一面向外，并使其位于最外側，未被隔膜、鋅負極與絕緣層全部包裹。

33、可選地，卷繞后，面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面的鋅負極沿長邊方向，基于鎳正極最外側的矩形短邊，繼續沿卷繞方向延伸1～3mm。

34、可選地，卷繞后，面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面的鋅負極沿長邊方向，基于鎳正極最外側的矩形短邊，繼續沿卷繞方向延伸1.5～2.5mm。

35、可選地，面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面一側的隔膜沿長邊方向，基于面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面的鋅負極的短邊，繼續沿卷繞方向延伸1～3mm。

36、可選地，面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面一側的隔膜沿長邊方向，基于面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面的鋅負極的短邊，繼續沿卷繞方向延伸1.5～2.5mm。

37、可選地，卷繞后，面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的隔膜沿長邊方向，基于鎳正極最外側含有未負載活性物質部分面的負載活性物質部分的矩形短邊，沿卷繞方向延長1～3mm。

38、可選地，卷繞后，面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的隔膜沿長邊方向，基于鎳正極最外側含有未負載活性物質部分面的負載活性物質部分的矩形短邊，沿卷繞方向延長1.5～2.5mm。

39、可選地，面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的鋅負極沿長邊方向，基于面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的隔膜的矩形短邊，沿卷繞方向縮短1～3mm。

40、可選地，面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的鋅負極沿長邊方向，基于面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的隔膜的矩形短邊，沿卷繞方向縮短1.5～2.5mm。

41、可選地，所述絕緣層與暴露在電芯外側的鋅負極貼合，既不完全覆蓋鎳正極未負載活性物質部分，又使得鋅負極在圓柱電芯側面無暴露部分，且在卷軸方向，基于最外層鋅負極短邊邊緣，絕緣層矩形邊緣向外延伸1～5mm。

42、可選地，所述絕緣層與暴露在電芯外側的鋅負極貼合，既不完全覆蓋鎳正極未負載活性物質部分，又使得鋅負極在圓柱電芯側面無暴露部分，且在卷軸方向，基于最外層鋅負極短邊邊緣，絕緣層矩形邊緣向外延伸2～4mm。

43、可選地，所述絕緣層包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯中的一種。

44、與現有技術相比，本申請包括以下有益效果：

45、本申請可以將電芯置于鍍鎳鋼質圓柱形電池外殼中而不發生顯著的副反應，有效提升電池的壽命與可靠性；本申請結構的電芯容易使鎳正極和鋅負極與電池殼體正、負極形成良好的電子通路；負極集流體兩面由于卷繞作用與鋅負極為負載電極材料面具有壓緊力，鋅負極與集流體的接觸面積增大，使負極電流分布更加均勻。

本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，包括鎳正極、鋅負極、負極集流體、隔膜、絕緣層；

2.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述活性物質I包括氫氧化鎳；

3.根據權利要求1或2所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極、鋅負極、隔膜、絕緣層獨立地為矩形。

4.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，

5.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述隔膜位于鎳正極和鋅負極之間。

6.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述負極集流體包括負極貼合部分和極耳部分；

7.根據權利要求6所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極其中一面包含未負載活性物質部分；

8.根據權利要求7所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極含有未負載活性物質部分的一面一側背向負極集流體一側放置。

9.根據權利要求8所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極未負載活性物質部分的一端遠離鋅負極折線一側放置。

10.權利要求8或9所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鋅鎳圓柱電池電芯從鋅負極折線處開始卷繞，沿負極集流體一面向內卷繞。

11.權利要求8～10任意一項所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，卷繞后鎳正極未負載活性物質部分的一面向外，并使其位于最外側，未被隔膜、鋅負極與絕緣層全部包裹。

12.根據權利要求7所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，卷繞后，面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面的鋅負極沿長邊方向，基于鎳正極最外側的矩形短邊，繼續沿卷繞方向延伸1～3mm。

13.根據權利要求12所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面一側的隔膜沿長邊方向，基于面向鎳正極不含有未負載活性物質部分面的鋅負極的短邊，繼續沿卷繞方向延伸1～3mm。

14.根據權利要求12所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，卷繞后，面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的隔膜沿長邊方向，基于鎳正極最外側含有未負載活性物質部分面的負載活性物質部分的矩形短邊，沿卷繞方向延長1～3mm。

15.根據權利要求14所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的鋅負極沿長邊方向，基于面向鎳正極含有未負載活性物質部分面的隔膜的矩形短邊，沿卷繞方向縮短1～3mm。

16.權利要求14或15所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述絕緣層與暴露在電芯外側的鋅負極貼合，既不完全覆蓋鎳正極未負載活性物質部分，又使得鋅負極在圓柱電芯側面無暴露部分，且在卷軸方向絕緣層矩形邊緣，基于最外層鋅負極短邊邊緣向外延伸1～5mm。

17.根據權利要求16所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述絕緣層包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯中的一種。

...

【技術特征摘要】

1.一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，包括鎳正極、鋅負極、負極集流體、隔膜、絕緣層；

2.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述活性物質i包括氫氧化鎳；

3.根據權利要求1或2所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極、鋅負極、隔膜、絕緣層獨立地為矩形。

4.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，

5.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述隔膜位于鎳正極和鋅負極之間。

6.根據權利要求1所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述負極集流體包括負極貼合部分和極耳部分；

7.根據權利要求6所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極其中一面包含未負載活性物質部分；

8.根據權利要求7所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極含有未負載活性物質部分的一面一側背向負極集流體一側放置。

9.根據權利要求8所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鎳正極未負載活性物質部分的一端遠離鋅負極折線一側放置。

10.權利要求8或9所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，所述鋅鎳圓柱電池電芯從鋅負極折線處開始卷繞，沿負極集流體一面向內卷繞。

11.權利要求8～10任意一項所述的一種鋅鎳圓柱電池電芯，其特征在于，卷繞后鎳正極未負載活性物質部分的一面向外，并使其位于最外側，未被隔膜、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹彥斌，李先鋒，
申請(專利權)人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：新型
國別省市：