阅读说明：本技术 一种少维护阀控式碱性二次电池 (Less-maintenance valve-controlled alkaline secondary battery ) 是由 杨玉锋 徐平 李群杰 李喜歌 刘文昌 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种少维护阀控式碱性二次电池,包括电池壳体及设置于电池外壳内的极板组,其上部为紧装配的贫液结构,并形成气、液、固界面支持氢氧复合功能；利用极板组留出的空白延长隔膜的下端毛细管吸附的作用,能将底部储存的电解液吸附上来,使之保持一定的饱和度平衡；电池壳体底部的电解液可以是液态存在,也可以是以凝胶状存在；克服了电极由于过量电解液的浸泡而膨胀脱粉的形变,也避免了电解液的过早干涸并延长了使用寿命。(The invention discloses a valve-controlled alkaline secondary battery with less maintenance, which comprises a battery shell and an electrode plate group arranged in the battery shell, wherein the upper part of the battery shell is of a tightly assembled barren solution structure, and a gas, liquid and solid interface is formed to support the hydrogen-oxygen composite function; the blank reserved by the electrode plate group is utilized to prolong the absorption effect of the capillary at the lower end of the diaphragm, so that the electrolyte stored at the bottom can be absorbed, and a certain saturation degree balance is kept; the electrolyte at the bottom of the battery shell can exist in a liquid state or a gel state; the deformation of the electrode due to expansion and powder removal caused by excessive soaking of the electrolyte is overcome, premature drying of the electrolyte is avoided, and the service life is prolonged.)

一种少维护阀控式碱性二次电池

技术领域

本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种少维护阀控式碱性二次电池。

背景技术

碱性二次电池体系中，以金属氢化物-镍电池、锌镍电池、铁镍电池为主流，优点是在生产和使用过程中对环境不产生污染，具有可回收和环保等优势。其结构一般采用密封贫液的形式，但是电池在密封状态下的充放电过程中会造成电池内部的压力增大，所以只能借助圆柱形的金属外壳来抵御内部压力，因此碱性二次电池的生产只限于AA、SC、D型等小型圆柱结构居多，迄今为止市场上还见不到大容量电池的应用。另一个制约大容量电池普及的原因是：电池在富液状态下，由于现在的工艺基本采用拉浆技术，集流体与敷料之间需要有较好的附着力，一般采用粘结剂作为固化材料，同时兼顾导电性和电解液的浸润性，粘结剂的量不能大于5～10%的范围，由于在充放电过程中活性物质的摩尔体积变化较大，导致电极上的活性物质膨胀脱落形成短路或者导电性失效，影响了使用寿命。

在贫液状态下时，由于在使用过程中不可避免地会出现过充电现象，加上水系电解液的分解电压窗口较小，会出现析氧和析氢过程，当电池内部压力过大限压阀开启后，气体的逸出会导致电解液干涸、内阻增大、温度升高继而导致电池失效。

发明内容

本发明提供了一种既有贫液态氢氧复合功能又有持续补液能力的少维护阀控式碱性二次电池。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种少维护阀控式碱性二次电池，所述电池壳体采用单体腔室或被隔离成多个单体腔室的连体方形结构，所述极板组由正极片和负极片采用依次叠片式结构组合，该正极片和负极片的叠片式结构组合距离电池壳体底部有≥30mm的高度，且在正极片和负极片之间设置有底部加长≥20mm的隔膜，该底部加长的隔膜浸润在对应单体腔室盛放的富裕电解液中，用于吸附电池壳体底部存储的电解液，存在于电池壳体底部的电解液可以是液态的，也可以是以凝胶状存在。利用毛细管自然吸附的原理保证充放电过程中极板组所需的电解液，使之保持一定的饱和度平衡，进一步优选，所述电池壳体上部设有与电池壳体密封连接的电池端盖，与单体腔室对应的电池端盖上设有排气阀，用于防止充电时过高的气体压力造成电池壳体的变形和膨胀，电池端盖上排气阀的旋入口同时为电解液的加液口。

进一步优选，所述极板组两侧分别放置带有突棘的弹簧钢片后塞入并固定于电池壳体的单体腔室内，用于使得极板组与电池壳体之间保持一定的松紧变形度以防止极板组膨胀而导致电池壳体变形。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过改良极板组的装配结构，其上部为紧装配的贫液结构，利用极板组留出的空白延长隔膜的下端毛细管吸附的作用，将底部储存的电解液吸附上来，使之保持一定的饱和度平衡，可防止极板组电解液的干涸，游离的电解液利用重力仍滞留在电池壳体底部。这种结构的特点是：上部电池组部分是贫液态，并形成气、液、固界面支持氢氧复合功能；下部有足够的空间来储存较多的电解液用于对上部极板组的补充，克服了电极由于过量电解液的浸泡而膨胀脱粉的形变，也避免了电解液的过早干涸并延长了使用寿命。

附图说明

图1是本发明的装配结构示意图。

具体实施方式

结合附图详细描述本发明的技术方案，一种少维护阀控式碱性二次电池，包括盛放电解液的电池壳体1及设置于电池壳体1内的极板组，电池壳体1采用单体腔室或被隔离成多个单体腔体的连体方形结构，电池壳体1上部设有与电池壳体密封连接的电池端盖2，与单体腔室对应的电池端盖2上设有排气阀4，用于防止充电时过高的气体压力造成电池壳体1的变形和膨胀；所述极板组由正极片8和负极片9采用依次叠片式结构组合，且在正极片8和负极片9之间设置有底部加长结构的隔膜10，极板组两侧分别放置带有突棘的弹簧钢片7后塞入并固定于电池壳体1的单体腔室内，用于使得极板组与电池壳体1之间保持一定的松紧度以防止极板组膨胀，相邻正极片8与负极片9之间的底部加长结构的隔膜10底部浸润于对应≥30mm单体腔室内的电解液11中，利用毛细管吸附的原理保证充放电过程中极板组所需电解液的量，其余游离的电解液利用重力仍滞留在电池壳体1底部；正极片8上设有导电正极耳，该导电正极耳与电池端盖2上的正极端子3连接，负极片9上设有导电负极耳6，该导电负极耳6与电池端盖2上的负极端子5连接；所述底部加长结构的隔膜10按稍大于正极片8和负极片9的尺寸设计后放置在相邻正极片8与负极片9之间，底部的隔膜10下部留出≥20mm的空白隔膜，该空白隔膜浸润于对应≥30mm单体腔室底部的电解液11中，用于吸收电池壳体1底部存储的电解液11，利用毛细管吸附的原理保证充放电过程中极板组所需电解液的量，其余游离的电解液利用重力仍滞留在电池壳体1底部。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，其原理也适用于卷绕式电池。这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。