一種高容量鎳氫電池及其制作方法

《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》涉及電池，尤其涉及一種高容量鎳氫電池及其制作方法。

截至2013年6月，隨著無(wú)線電話、汽車、數(shù)碼產(chǎn)品等設(shè)備對(duì)二次電池的待機(jī)及使用時(shí)間要求越來(lái)越高，這種需求促進(jìn)了高容量二次電池的研發(fā)

鎳氫、鎳鎘電池是由正極、負(fù)極和隔膜卷繞而成電芯裝入鋼殼中，再注入電解液裝配而成。其中正、負(fù)極是由活性物質(zhì)涂覆于導(dǎo)電基體上，后續(xù)再通過(guò)高溫、輥壓制得。

在2013年現(xiàn)行的鎳氫電池生產(chǎn)工藝中，為了提高電池容量，需要往鋼殼中填充更多的活性物質(zhì)，而在電池鋼殼容積一定的情況下，如何提高其內(nèi)部空間的利用率就成為填充更多的活性物質(zhì)的關(guān)鍵，已有技術(shù)的缺陷是電池內(nèi)部的電芯結(jié)構(gòu)不盡合理，要么是不能填充更多的活性物質(zhì)，要么是無(wú)法充分利用電池外殼的內(nèi)部空間，還有的還會(huì)造成電芯裝入電池外殼時(shí)導(dǎo)致電池外殼擠壓變形而造成質(zhì)量隱患。故有必要做出改進(jìn)以制造更為安全可靠且能夠充分利用電池外殼內(nèi)容空間的高容量鎳氫電池。

圖1是《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》一個(gè)實(shí)施例的預(yù)壓對(duì)輥主視圖結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a、2b分別是《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》一個(gè)實(shí)施例的具有過(guò)渡段的負(fù)極片主視圖結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》一個(gè)實(shí)施例的電芯的結(jié)構(gòu)示意圖（為了顯示出層結(jié)構(gòu)，圖中各層之間沒(méi)有相互緊貼）。

圖4是圖3實(shí)施例的電芯的結(jié)構(gòu)另外一種示意圖（主要為了顯示最外層平滑過(guò)渡至次外層的這一特殊結(jié)構(gòu)，電芯的橫截面輪廓更接近于圓形，也即電池外殼的形狀）。

2021年6月24日，《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》獲得第二十二屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》實(shí)施例的高容量鎳氫電池的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層，以提高外殼的空間利用率。一個(gè)較佳的具體實(shí)施方式描述如下：如圖3所示，所述電芯的最外層自外向內(nèi)依次包括負(fù)極片2、隔膜3和正極片1，此外層同樣依次包括負(fù)極片2、隔膜3和正極片1。所述負(fù)極片2如圖2a、2b所示，其兩端各自具有一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段21，其中一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段21處于卷繞后電芯的最外層。正極片1的結(jié)構(gòu)跟負(fù)極片2的類似，故不做贅述和圖示。這樣一來(lái)，卷繞后的電芯的最外層通過(guò)所述過(guò)渡段21可以平滑的向次外層過(guò)渡，使得電芯的橫截面外輪廓更接近于圓柱形，也就是更接近電池外殼的橫截面形狀，電芯裝入電池外殼后，電池外殼內(nèi)部幾乎沒(méi)有空隙，避免了內(nèi)部空間的浪費(fèi)。而且，也更易裝入，而不會(huì)破壞電池外殼。2013年前的技術(shù)的電芯因最外層和次外層之間存在半徑差（差值等于正極片1、負(fù)極片2和隔膜3的厚度之和），實(shí)際上有一個(gè)“臺(tái)階”，該“臺(tái)階”會(huì)導(dǎo)致電芯在裝入鋼殼的過(guò)程中容易把鋼殼擠壓變形，增加產(chǎn)品的質(zhì)量隱患。

為保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可靠性和降低產(chǎn)品的加工成本，所述負(fù)極片2的過(guò)渡段21經(jīng)滾壓成型。再者，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品的尺寸和結(jié)構(gòu)需要，所述由厚變薄的過(guò)渡段21的最薄端和最厚端的厚度比是1:6~1:7。正極片1的加工和最終結(jié)構(gòu)與負(fù)極片2一樣。

用于滾壓成型所述正極片1和負(fù)極片2的專用設(shè)備可采用如圖1所示的預(yù)壓對(duì)輥4，其包括一對(duì)并列設(shè)置的滾軸，兩個(gè)滾軸的兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部41均具有大于中間其它部位的直徑，預(yù)壓對(duì)輥4的中間呈現(xiàn)一個(gè)中間寬兩端窄的滾壓間隙。這樣經(jīng)過(guò)該預(yù)壓對(duì)輥4的滾壓，即可得到具有由厚變薄的過(guò)渡段21的正極片1和負(fù)極片2。此外，為了使正極片1和負(fù)極片2的結(jié)構(gòu)更加適合于卷繞等后續(xù)工序，所述預(yù)壓對(duì)輥4的兩個(gè)滾軸的端部41與其相鄰的靠中間的部位以倒角方式平滑過(guò)渡，這樣，加工出來(lái)的負(fù)極片2的過(guò)渡段21的厚度也是由厚到薄平滑過(guò)渡，能夠避免厚度突然變化帶來(lái)的問(wèn)題。

前述具體實(shí)施方式中，所述負(fù)極片2也可以是只有一個(gè)端部具有由厚變薄的過(guò)渡段21，只要該由厚變薄的過(guò)渡段21在卷繞后處于卷芯的外側(cè)，即可實(shí)現(xiàn)《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》的技術(shù)效果。

該實(shí)施例的制作方法，包括如下步驟：預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體：其中的特定形狀是指所述導(dǎo)電基體至少一端具有由厚變薄的過(guò)渡段21，通過(guò)前述如圖1所述的專用設(shè)備即可制得。涂覆并經(jīng)過(guò)粉箱填充活性物質(zhì)至所述導(dǎo)電基體：此步驟跟相關(guān)技術(shù)的做法一致即可。

輥壓所述導(dǎo)電基體得到正/負(fù)電極片：該步驟在前面預(yù)制后的導(dǎo)電基體的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因發(fā)泡鎳導(dǎo)電基體經(jīng)過(guò)所述的預(yù)壓對(duì)輥4預(yù)壓后，呈現(xiàn)中間厚且平、兩端逐漸變薄的結(jié)構(gòu)，即過(guò)渡段21，所以在輥壓成電極片（包括正極片和負(fù)極片）的過(guò)程中，兩端的過(guò)渡段21仍可保持預(yù)壓后的形狀，只是兩個(gè)之間的部位會(huì)過(guò)渡段21變薄，以符合使用的要求。此時(shí)，電極片的邊緣側(cè)面看呈一個(gè)銳角，銳角大小的選擇與電芯直徑有關(guān)，角度太小時(shí)極片邊緣會(huì)預(yù)壓較多，導(dǎo)致活性物質(zhì)涂敷量減少，這樣極片過(guò)渡會(huì)比較好，但是對(duì)電芯容量發(fā)揮有影響。

疊置所述正極片、隔膜和負(fù)電極片并卷繞后得到最外層平滑過(guò)渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率。經(jīng)該步驟之后制得的高容量鎳氫電池的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，其最外層平滑過(guò)渡至次外層，能夠盡可能的減小最外層和次外層的半徑差。

將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池。因?yàn)榍懊娌襟E得到的電芯的最外層和次外層的半徑差已經(jīng)很小，故此步驟中不會(huì)對(duì)電池外殼造成不良影響，且電芯能夠最大幅度的充滿電池外殼，從而消除安全隱患并提升電池的容量。

一種高容量鎳氫電池及其制作方法專利目的

《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》的目的是提供一種可避免電芯在裝入鋼殼的過(guò)程中容易把鋼殼擠壓變形增加產(chǎn)品的質(zhì)量隱患、同時(shí)能夠最大化電池容量的高容量鎳氫電池及其制作方法。

一種高容量鎳氫電池及其制作方法技術(shù)方案

一種高容量鎳氫電池，其電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層，以提高外殼的空間利用率。

優(yōu)選的，制作所述電芯的正極片和負(fù)極片均具有至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段，且至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的外側(cè)，以獲得所述的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層的效果。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述由厚變薄的過(guò)渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6~1:7。

還優(yōu)選的，所述由厚變薄的過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型。

《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》還提供一種高容量鎳氫電池的制作方法，包括如下步驟：預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體；涂覆并填充活性物質(zhì)至所述導(dǎo)電基體；輥壓所述導(dǎo)電基體得到正/負(fù)電極片；疊置所述正極片、隔膜和負(fù)電極片并卷繞后得到最外層平滑過(guò)渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率；將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池。

優(yōu)選的，所述特定形狀是指所述導(dǎo)電基體至少一端具有由厚變薄的過(guò)渡段。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體的步驟采用預(yù)壓對(duì)輥進(jìn)行滾壓的方式，所述預(yù)壓對(duì)輥至少在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部具有大于其它部位的直徑。

還優(yōu)選的，所述預(yù)壓對(duì)輥的具有大于其它部位的直徑的端部與其相鄰的部位以倒角方式平滑過(guò)渡連接。

一種高容量鎳氫電池及其制作方法有益效果

《一種高容量鎳氫電池及其制作方法》的有益效果是：因?yàn)樵撾姵氐碾娦镜淖钔鈱悠交^(guò)渡至次外層，可以使得電芯的最外層到次外層的半徑差減小，這樣既可以避免最外層和次外層的半徑差導(dǎo)致的電池外殼被擠壓變形問(wèn)題，又可以充分利用外殼的空間，盡可能增大電池的容量。

在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，通過(guò)在電芯的正極片和負(fù)極片設(shè)置由厚變薄的過(guò)渡段，可以相對(duì)較好的實(shí)現(xiàn)電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層，且不會(huì)太多影響到活性物質(zhì)的涂覆和填充。

在另一優(yōu)選的方案中，過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型，加工工藝簡(jiǎn)單，成本低，且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定可靠。

在高容量鎳氫電池的制作方法中，通過(guò)預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體的步驟，即可簡(jiǎn)單方便的實(shí)現(xiàn)該發(fā)明的發(fā)明目的，無(wú)需對(duì)已有的高容量鎳氫電池加工工藝做改變就可以克服相關(guān)技術(shù)的缺陷。

1.一種高容量鎳氫電池，其特征在于：該電池的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層，以提高外殼的空間利用率；所述電芯的正極片和負(fù)極片均具有至少一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段，且各有一個(gè)由厚變薄的過(guò)渡段處于卷繞后電芯的最外層，使得所述的電芯的最外層平滑過(guò)渡至次外層；所述由厚變薄的過(guò)渡段的最薄端和最厚端的厚度比是1:6~1:7。

2.如權(quán)利要求1所述的高容量鎳氫電池，其特征在于：所述由厚變薄的過(guò)渡段經(jīng)滾壓成型。

3.一種高容量鎳氫電池的制作方法，其特征在于：該高容量鎳氫電池如權(quán)利要求1或2所述，該制作方法包括如下步驟：預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體；涂覆并填充活性物質(zhì)至所述導(dǎo)電基體；輥壓所述導(dǎo)電基體得到正/負(fù)電極片，所述正/負(fù)電極片呈現(xiàn)中間厚且平、兩端逐漸變薄的結(jié)構(gòu)；疊置所述正極片、隔膜和負(fù)電極片并卷繞后得到最外層平滑過(guò)渡至次外層的電芯，以提高外殼的空間利用率；將所述電芯裝入電池外殼中得到所述高容量鎳氫電池；所述特定形狀是指所述導(dǎo)電基體由厚變薄的過(guò)渡段；所述預(yù)制具有特定形狀的導(dǎo)電基體的步驟采用預(yù)壓對(duì)輥進(jìn)行滾壓的方式，所述預(yù)壓對(duì)輥至少在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的端部具有大于其它部位的直徑；所述預(yù)壓對(duì)輥的具有大于其它部位的直徑的端部與其相鄰的部位以倒角方式平滑過(guò)渡。

《一種變壓器及其制作方法和芯片》涉及無(wú)線通信系統(tǒng)的接收和發(fā)射技術(shù)，尤其涉及一種變壓器及其制作方法和芯片。

一種變壓器及其制作方法和芯片專利目的

《一種變壓器及其制作方法和芯片》實(shí)施例提供一種變壓器及其制作方法和芯片，能夠使變壓器具有高的Q值，而且結(jié)構(gòu)尺寸小。

一種變壓器及其制作方法和芯片技術(shù)方案

《一種變壓器及其制作方法和芯片》實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種變壓器的制作方法，所述變壓器包括初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、第一初級(jí)調(diào)諧電容和第一次級(jí)調(diào)諧電容，所述方法包括：

將所述第一初級(jí)調(diào)諧電容和/或所述第一次級(jí)調(diào)諧電容排布在所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈所圍成的區(qū)域中；其中所述第一初級(jí)調(diào)諧電容包括一個(gè)以上的第二初級(jí)調(diào)諧電容，所述第一次級(jí)調(diào)諧電容包括一個(gè)以上的第二次級(jí)調(diào)諧電容；并聯(lián)連接一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容，和并聯(lián)連接一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容；一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容及其連線、和/或一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容及其之間的連線構(gòu)成一個(gè)局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)的其中一部分。

優(yōu)選地，所述將所述第一初級(jí)調(diào)諧電容和/或所述第一次級(jí)調(diào)諧電容排布在所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈所圍成的區(qū)域中，包括：

將所有的或部分的一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容和/或一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容排布在所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈所圍成的空白區(qū)域中或所述空白區(qū)域的正下方。

優(yōu)選地，所述變壓器包括片上無(wú)源變壓器或片上變壓器式巴倫。

優(yōu)選地，所述一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容的電容值完全相等或不完全相等；

和/或，所述一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容的電容值完全相等或不完全相等。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈采用同層金屬對(duì)稱互繞在同一塊襯底上，且金屬線之間交叉的地方采用上層金屬或下層金屬過(guò)渡。

一種變壓器，所述變壓器包括：初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、第一初級(jí)調(diào)諧電容和第一次級(jí)調(diào)諧電容；其中，所述第一初級(jí)調(diào)諧電容包括并聯(lián)連接的一個(gè)以上的第二初級(jí)調(diào)諧電容，所述第一次級(jí)調(diào)諧電容包括并聯(lián)連接的一個(gè)以上的第二次級(jí)調(diào)諧電容；

所述第一初級(jí)調(diào)諧電容和/或所述第一次級(jí)調(diào)諧電容排布在所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈所圍成的區(qū)域中；且一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容及其之間的連線、和/或一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容及其之間的連線構(gòu)成一個(gè)局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)的其中一部分。

優(yōu)選地，所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈采用同層金屬對(duì)稱互繞在同一塊襯底上，且金屬線之間交叉的地方采用上層金屬或下層金屬過(guò)渡。

優(yōu)選地，所有的或部分的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容、和/或所有的或部分的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容排布在所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈所圍成的空白區(qū)域或所述空白區(qū)域的正下方的正下方。

優(yōu)選地，所述一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容的電容值完全相等或不完全相等；

和/或，所述一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容的電容值完全相等或不完全相等。

一種芯片，所述芯片包括上述任一項(xiàng)所述的變壓器。

一種變壓器及其制作方法和芯片改善效果

《一種變壓器及其制作方法和芯片》實(shí)施例一種變壓器及其制作方法和芯片，將所述第一初級(jí)調(diào)諧電容和/或所述第一次級(jí)調(diào)諧電容排布在所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈所圍成的區(qū)域中；其中所述第一初級(jí)調(diào)諧電容包括一個(gè)以上的第二初級(jí)調(diào)諧電容，所述第一次級(jí)調(diào)諧電容包括一個(gè)以上的第二次級(jí)調(diào)諧電容；并聯(lián)連接一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容，和并聯(lián)連接一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容；一個(gè)以上的所述第二初級(jí)調(diào)諧電容及其連線、和/或一個(gè)以上的所述第二次級(jí)調(diào)諧電容及其之間的連線構(gòu)成一個(gè)局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)或一個(gè)局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)的其中一部分；如此，能夠使變壓器具有高的Q值，而且結(jié)構(gòu)尺寸小。

圖1為相關(guān)技術(shù)中LC諧振電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為《一種變壓器及其制作方法和芯片》實(shí)施例變壓器的制作方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖；

圖3-1為相關(guān)技術(shù)中匝數(shù)比為1:2的四端口變壓器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-2為《一種變壓器及其制作方法和芯片》實(shí)施例圖3-1的版圖實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-1為相關(guān)技術(shù)中匝數(shù)比為1:2的四端口頻率可調(diào)的變壓器式巴倫電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-2為《一種變壓器及其制作方法和芯片》實(shí)施例圖4-1的一種版圖實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-3是圖4-2中局部屏蔽網(wǎng)絡(luò)去除調(diào)諧電容后的金屬互連線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。