一种圆柱形低压氢镍电池的制作方法

1.本实用新型涉及化学电源，具体涉及一种圆柱形低压氢镍电池。


背景技术：

2.镍氢电池是一种正极为氢氧化镍、负极为贮氢材料的一种蓄电池，具有体积能量密度高、质量比功率、安全性好、易规模化使用并管理、工作温区宽(
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50～70℃)以及环境友好等特点，在节能与新能源汽车、风光储能等战略性产业中有着广泛的应用。目前，采用高比功率镍氢电池的混合动力汽车全球总销量已超过2000万辆，远超过采用锂离子电池的纯电动汽车和插电式混合动力汽车的销量之和。采用高比功率镍氢电池的燃料电池汽车同样已投入市场，并迅速引起轰动。同时，高能量密度的镍氢电池在不间断电源、风光发电、智能电网等固定式储能领域开始崭露头角，显示出较强的竞争力。然而，现有镍氢电池技术仍存在着深度放电循环寿命较短(500～1000次)、放电态搁置易失效等缺点。氢镍电池是一种正极为氢氧化压镍、负极为氢气的一种蓄电池，具有长寿命、耐过充电过放电等优点，但其体积比能量小，工作压力高(41～83大气压)，成本较高，安全性能不佳等缺点。
3.综上，若有能够解决镍氢电池和氢能电池的上述缺点，将大力推动高比能量、长寿命氢镍电池技术的发展。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中，本实用新型提供一种圆柱形低压氢镍电池，无高压储氢罐，成本低,工艺简便的电池结构，同时实现易封装、紧凑化、高导热的目的。
5.本实用新型采用下述的技术方案：
6.一种圆柱形低压氢镍电池，包括壳体，帽盖，所述壳体内部中央设有贮氢材料管，所述贮氢材料管被电芯包裹，壳体为电源负极，所述帽盖为电源正极。
7.优选的，所述贮氢材料管包括由碳纸形成的圆柱体空腔，所述空腔内填充贮氢材料粉，所述碳纸外包裹透气膜，阻绝电解液对贮氢材料粉的影响。能够在充电时吸收氢气，放电时释放氢气，使得壳体内的压力控制在0.5～1.0mpa的范围内，压力值明显降低，使用安全性更高。
8.优选的，所述贮氢材料管包括金属管，所述金属管内填充贮氢材料粉，上端开口设有透气塞，所述透气塞包括垫圈，所述垫圈上依次设有碳纸、透气膜。金属管可以导出热量，并且使结构更稳定。
9.优选的，所述透气膜由防水防氧透氢材料制成，氢气能进去，氧气和水等杂质进不去。
10.优选的，所述电芯包括隔膜，所述隔膜内侧包裹着负极催化层，外侧包裹着正极片，与电解液相接触，充电/放电时发生析氢/消氢电化学反应。
11.优选的，所述正极片连接帽盖，所述帽盖设在壳体上，且两者绝缘。使用胶封使帽盖与壳体绝缘，避免短路，防止氢气泄露。
12.优选的，所述负极催化层上涂覆氢气氧化还原催化剂，使化学反应效率更快。
13.本实用新型的有益效果是:
14.1.贮氢材料管在不受电解液影响的情况下，能够在充电时吸收氢气，放电时释放氢气，使得电池壳体内的压力控制在0.5～1.0mpa的范围内，与传统高压氢镍电池比较，压力值明显降低，使用安全性更高，解决高压氢镍电池中体积大、高压、不安全的问题。
15.2.透气膜采用防水防氧透氢材料制成，避免电解液接触到贮氢材料粉，增长使用寿命。
16.3.将贮氢材料管内置于电芯中，简化了贮氢材料管内置安装工艺，节约了电池内部空间，增加接触面，导热更快，使反应更快。并将贮氢材料管与外部壳体接触，能将电芯内部热量导出，有利提高电池寿命和性能。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
18.图1为本实用新型整体结构示意图；
19.图2为本实用新型贮氢材料管另一种实施例的结构示意图；
20.图3为本实用新型透气塞的结构示意图；
21.图中所示
22.1—透气膜，2—碳纸，3—贮氢材料粉，4—负极催化层，5—隔膜，6—正极片，7—壳体，8—帽盖,9—金属管，10—垫圈。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
25.如图1所示一种圆柱形低压氢镍电池，包括壳体7，帽盖8，所述壳体内部中央设有贮氢材料管，所述贮氢材料管被电芯包裹，下端与壳体7接触，所述壳体7为电源负极，所述帽盖8为电源正极。
26.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述贮氢材料管包括由碳纸2形成的圆柱体空腔，所述空腔内填充贮氢材料粉3，所述碳纸2外包裹透气膜1，透气膜1和碳纸2能够阻止电解液透过，并为氢气提供扩散通道，能够实现对电解液的隔离，避免电解液对贮氢材料粉3的影响。贮氢材料粉3能够在充电时吸收氢气，放电时释放氢气，使得壳体内的压力控制在0.5～1.0mpa的范围内，压力值明显降低，使用安全性更高。
27.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述贮氢材料管包括金属管9，所述金属管9内填充贮氢材料粉3，上端开口设有透气塞，所述透气塞包括垫圈10，所述垫圈10上依次设
有碳纸2、透气膜1。金属管9可以导出热量，并且使结构更稳定。
28.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述透气膜1由防水防氧透氢材料制成，阻绝电解液。
29.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述电芯包括隔膜5，所述隔膜5内侧包裹着负极催化层4，外侧包裹着正极片6，与电解液相接触，充电/放电时发生析氢/消氢电化学反应。
30.正极片6充电(放电相反)：ni(oh)2 oh
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→
niooh h2o e
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31.负极催化层4充电(放电相反)：h2o e
‑
→
1/2h2 oh
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32.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述正极片6连接帽盖8，所述帽盖8设在壳体7上，且两者绝缘，使用胶封避免帽盖8与壳体7接触，避免短路，防止氢气泄露。
33.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述负极催化层4上涂覆氢气氧化还原催化剂，使化学反应效率更快。
34.本实用新型第一种制作方式，第一步先将贮氢材料粉3在碳纸2与透气膜1的包裹下做出贮氢材料管。第二步将贮氢材料管放在壳体7正中央位置使的与氢气接触面更大，速度更快，且结构紧凑，操作方便，工艺简单。第三步依次将负极催化层4、隔膜5、正极片6卷绕形成的电芯包裹在贮氢材料管上。第四步将电解液注入在壳体7内。第五步将正极片6通过导线连接到帽盖8上，通过胶封避免与壳体7接触，防止氢气泄漏。在最后密封整个壳体7，电池制作完成。
35.本实用新型第二种制作方式，第一步选用一定尺寸的金属管9，在金属管9内填充贮氢材料粉3，再盖上由垫圈10、碳纸2、透气膜1制成的透气塞，完成贮氢材料管。第二步将贮氢材料管固定连接在壳体7内部下表面中心位置上，金属管9可以导出电池内部的热量，增加稳定性。第三步依次将负极催化层4、隔膜5、正极片6卷绕形成的电芯包裹在贮氢材料管上。第四步将电解液注入在壳体7内。第五步将正极片6通过导线连接到帽盖8上，通过胶封避免与壳体7接触，防止氢气泄漏。在最后密封整个壳体7，电池制作完成。
36.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术范围内。