[实用新型]一种平衡内压低内阻碱性电池

说明书

技术领域

 本实用新型涉及碱性电池，特别是一种平衡内压低内阻碱性电池，其适合于电动车用的大容量圆柱形镍氢电池。

背景技术

近年来随着世界性地提倡绿色交通，人们日益感到应该开发新的能源作为汽车、摩托车、起动车动力的电池。无污染、大容量、高可靠，可快速充放电，无记忆效应，比能量高的镍氢电池是发展电动车用电池主要方向之一，也是发展电动车的主要关键问题。

传统的电动车用大容量镍氢电池充电期内压高，活化时间长和生产过程耐候性差，在高湿度空气环境下易氧化，降低性能，而内压的大小以及是否可以达到平衡是影响碱性电池寿命的关键因素，按MH-Ni电池的设计，一般是正限制原则，既负极容量过剩，整个电池的容量由正极容量决定。由于电池的设计是正限制原则，部分反应在电池过充时发生，有些反应在整个充电过程中都有可能发生，氧气、氢气分压一起形成电池内压。但氧气可以通过扩散在负极表面还原，氢气可以通过扩散进入负极合金内部。

一般而言，气体的复合可通过2个途径：其一通过隔膜、电极表面液膜层扩散到对电极(固、液、气)三相界面上复合，其二进入气室进行复合。前一途径因为气体在液相中的传质阻力很大，所以扩散速率小，使气体复合速率亦小，降低内压效果有限。有实验表明，气体在气相中的速率常数是其在液相中的速率常数的107倍，这也就是说气体直接扩散到负极，直接在负极的固相界面上进行复合，就能加快气体复合速度，既也就是提高了化学反应速度，使电池内压大降低。在常规的电池结构中，解决内压的方法一般有：(1)减少O₂的生成量。例如限制电池的充电量(CN1166007)或在正极中添加一些添加剂以提高O₂的析出电位，使产气量减少。(2)提高负极复合氧的能力和贮氢合金的吸氢和储氢性能。例如对负极进行憎水处理或通过添加钯、铂等贵重金属(WO95/27315)或通过处理使合金表面形成富镍层的催化中心。(3)扩大气室，既加大极片上端到电池顶盖的空间(USP5744259)以提供气体暂时储存的空间，使电池内部维持较低的内压。

但这些方法没有脱离正极和负极具有相同面积的范围，往往或者导致电池活性物质不能充分利用，进而影响到放电容量，或者大大提高电池成本或者使电极制作过程工艺复杂化，而且采用上述方法电池内压依然较高，在充放电循环过程中，安全阀过频开启，造成电解液损失，使电池密封性能变差，循环寿命下降。因此，很有必要对其进行改进，使其性能有进一步的提高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能有效地降低电池的内压，提高电极活性物质利用率，降低电池短路发生率的碱性蓄电池。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

本实用新型提供一种平衡内压低内阻碱性电池，包括装有电解液的圆柱形钢壳，所述圆柱形钢壳中设有与其形状相适应并相间布置的复合正极片和复合负极片，圆柱形钢壳与复合正、负极片的下端之间设有下绝缘板，复合正、负极片的上方设有上绝缘板及正极引线，圆柱形钢壳的上端部设有向内的凹槽及置于其中的盖板，盖板与圆柱形钢壳上端部的凹槽间设有盖板密封圈，盖板的中部设有可更换并可调换加液的安全阀，其特征在于：复合负极片的面积大于复合正极片的面积，复合负极片上端高于复合正极片的上端，复合负极片下端高于或低于复合正极片的下端，正负极片面积的关系为S_正=aS_负，其中0.6＜a＜0.8；复合正极片完全被隔离膜包覆，复合负极片上没有隔离膜。

进一步地，隔离膜能承受高倍率放电和高低温工作。

进一步地，所述可更换并可调换加液的安全阀包括与盖板中部旋接的安全阀阀座及与其上部旋接的安全阀调节帽，安全阀阀座与盖板之间设有密封圈，安全阀阀座与安全阀调节帽之间设有橡皮球。

进一步地，所述复合负极片是厚度为0.4-1.5mm的低内压高充放电率型的负极片，并通过卷绕构成空心圆柱形负极片。

进一步地，所述复合负极片通过汇流片与圆柱形铜壳的底部连接。

进一步地，所述复合正极片和复合负极片的外表层均喷覆有一层可防止生产过程极片落粉和被氧化的有机防护膜。

进一步地，所述复合正极片的厚度为0.4-1.5mm，并通过卷绕构成空心圆柱形正极片。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：