探索镍锌二次电池技术领域，寻找镍镉电池替代品

探索镍锌二次电池技术领域，寻找镍镉电池替代品

专利名称：镍锌二次电池外壳的制造方法

技术领域：

本实用新型涉及4-氮锌二次电池技术领域。

背景技术：

随着各类电动装置朝小型化、便携化发展，电池的应用也越来越广泛。电池可分为一次电池和二次电池。一次电池完全放电后无法再充电，只能丢弃。二次电池又称为充电电池，完全放电后可以充电并循环使用。因此，二次电池广泛应用于电动工具、电动玩具等设备。

镍镉电池是传统上应用广泛的一种二次电池，但由于镍镉电池负极采用有毒物质镉，越来越多的国家限制镍镉电池的使用。解决的办法就是寻找镍镉电池的替代品，镍氢电池就是其中一种，但是镍氢电池的成本相对较高。近来，镍锌电池越来越受到人们的关注，镍锌电池具有重量轻、功率高、成本相对较低等优点，另外镍锌电池负极采用的是锌，替代了过去使用的镉，锌无毒环保，同时生产镍锌电池可以大量使用镍镉电池的生产设备，降低了生产投入成本。

镍锌电池由电芯、电解液、电池壳组成。电芯由正极片、负极片、绝缘隔膜堆叠卷绕而成，电芯置于电池壳内，注入电解液，密封后即制成电池。目前的技术方案中，圆柱型镍锌电池的外壳多采用钢壳，与制造镍镉、镍氢电池所用的电池壳类似。但由于钢壳中含有的主要金属元素为Fe或Ni，在Fe或Ni环境下，锌负极容易析出氢气、溶解，导致放电能力不能充分发挥。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是克服现有技术采用钢壳作为镍锌电池外壳的不足，提供一种新型的镍锌电池外壳。

本实用新型的技术方案是：镍锌二次电池的外壳采用钢或镀镍钢制成

用于盛装电池正负极及电解液的容器，容器内表面有一层用于提高锌负极稳定性的金属层，所述用于提高锌负极稳定性的金属层为金属铟、金属锡、金属

金属层由铜的一种或多种金属合金制成，金属层的厚度为1μm~10μm，通过电镀将金属层附着在金属容器的内表面上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用镀有铟层、锡层或铜层的金属外壳作为电池外壳，可有效克服金属外壳中铁、镍对镍锌电池负极的不利影响，提高镍锌电池的放电容量。

图1为本发明的镍锌二次电池外壳的示意图。

详细描述

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1所示，1为镍锌二次电池的外壳。外壳的作用主要有两个，一个作用是作为容器，盛放由正负极组成的电池芯和电解液，因此外壳需要有一定的强度，不能轻易破碎；另一个作用是导电。在放电过程中，负极板在电化学反应过程中产生的大量电子需要被导出电池，电池外壳最适合用来收集电子，作为负极使用。当然在一些特殊类型的电池中，也会使用塑料等材料，比如软包电池。不过，在最常用的圆柱形电池中，电池的外壳都是由金属材料制成的，主要是钢壳，或者镀镍钢壳。

钢壳的主要元素是Fe，当钢壳镀镍时，还含有金属Ni，在电解液环境中，Zn的化学性质比较活泼，锌负极容易溶解，析出氢气，而Fe和Ni的极化电位也较低，所以这种情况下锌负极的稳定性较低，放电能力减弱。

为了克服这种不利影响，本实用新型采用在电池壳体内表面镀上一层薄金属层的方法，如图1、2所示为内表面镀上的金属层。最好的金属镀层是镀铟，镀锡也有很好的效果，也可以采用镀铜。虽然镀铟效果最好，但是铟的价值高，会大大增加成本；从电镀的实际操作来看，镀铜是比镀锡更容易操作的方法，所以本实用新型最优选的方案是在钢壳上镀铜。当然，这并不排除镀铟、镀锡和镀其他金属的技术方案，以及在其他金属电池壳体内表面镀上上述几类金属的技术方案。

钢壳内表面可用电镀技术镀铜，从简化电镀工序考虑，可以在钢壳内表面电镀的同时，对钢壳外表面进行电镀，这样做有百利而无一害，虽然这比只电镀内表面会增加两倍左右的铜用量，但可以大大简化电镀工序，从成本上来说也完全可以接受。

电镀金属层的厚度可以在1μm~10nm之间，可根据具体情况选择，例如对于AA电池来说，电镀金属铜的厚度为8μm即可达到良好的效果。

在具体的实验中可以明显的看到，采用镀有铜等金属层的电池外壳可以大大提高镍锌电池的放电性能。

权利要求1.一种镍锌二次电池外壳，其特征在于：其为容纳电池正负极及电解液的容器，由金属材料制成，其内表面镀有金属铟、金属锡、金属铜中的一种或多种金属。

2.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述容器采用金属材料制成，所述金属材料为钢或镀镍钢。

3.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述内表面镀有金属，镀层厚度为1μm至10μm。

4.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述内表面镀有金属是通过在金属容器的内表面上电镀金属而实现的。

专利摘要 镍锌二次电池外壳，属于二次电池技术领域。电池外壳是盛装电池正负极及电解液的容器，由金属材料制成，其内表面镀有选自金属铟、金属锡、金属铜中的一种或多种金属。金属层通过电镀附着在金属容器内表面，镀层厚度为1μm至10μm。本实用新型采用镀有提高锌负极稳定性的金属层的金属壳作为电池外壳，可有效克服金属壳中的元素对镍锌电池负极中Zn的不利影响，提高镍锌电池的放电容量。

文件编号H01M2/

公开日期 2008 年 10 月 15 日 申请日期 2007 年 12 月 26 日 优先权日期 2007 年 12 月 26 日

发明人 李瑶 申请人：