卷绕电极组 本发明涉及一种卷绕电极组，尤其是涉及具有可避免短路、降低填充比例、改善组装性、提高使用寿命、容量和优良品率这些优点而且例如用于圆柱形电池和电容器的卷绕电极组。
卷绕电极组例如圆柱形电池和电容器具有防止阴极和阳极短路的隔板。本发明涉及具有阴极、阳极和隔板的电池技术。以圆柱形电池尤其是圆柱形镍-氢电池为例说明。
越来越多的便携式电子器件例如照相机、摄像机、便携式CDP、收音机、盒式磁带录音机、笔记本电脑、寻呼机、蜂窝式移动电话等需要更高容量和更长作用寿命的电池。
通常，电池是利用接触电位差把化学能转变为电能的器件，其具有许多种类。电化学电池在技术上可分为不可充电的一次电池、可充电的二次电池、把燃烧热能转变为电能的燃料电池或把光能转变为电能的太阳能电池。电化学电池按电解质的组成和电池形状来分类，电解质组成可以是碱性的、固体或无水的，电池形状可以是圆柱形、钮扣或硬币式。
在这些电池种类中，圆柱形电池(胶体卷式)释放电流，并由阴极、阳极、隔板、电解质、正极端和负极端组成。为了具体说明，镍-氢电池的结构示于图4。圆柱形镍-氢电池的组成如下，涂敷有Ni(OH)2作为正极活性材料的阴极13，涂敷有主要由LaNi5、MmNi5、Ti-Fe或Ti-Ni合金组成的负极活性材料的氢化合金的阳极15，由无纺布制成的用于防止阴极13和阳极15短路的隔板17，由绝缘环27和绝缘板29组成的外壳12，由帽盖19、密封垫21和安全气孔23组成的端盖板25。外壳12用做负极端，端盖板25用做正极端。
制造圆柱形镍-氢电池的工艺如下，组装之前，通过涂敷正极活性材料浆料、干燥和在金属支撑上辊压来制造阴极，还有通过涂敷负极活性材料浆料、干燥和在金属支撑上辊压来制造阳极。隔板17位于阴极13与阳极15之间，并螺旋卷绕，该组件插入外壳12，把电解质注入外壳12。通过把端盖板25压接在外壳的顶部组件上密封电池。
以下详细说明按照上述方法制造的圆柱形镍-氢电池的充电和放电反应。
负极活性材料采用氢化合金，正极活性材料采用氢氧化镍，电解质采用氢氧化钾(KOH)水溶液。在充电过程中，氢化合金存储由电解质中的水的分裂而产生的氢离子，在放电过程中释放氢离子返回电解质。充电和放电反应如下：
在上述反应中，M是吸收和放出氢离子的氢化合金，确定为由稀土元素制成地AB5系列或由Ti、Zr、V等制成的AB2系列。根据上述反应，电池进行多于数百次的充电和放电。
制造具有上述功能和结构的圆柱形镍-氢电池的工艺如下。
图1A、1B展示了电极组件，其中利用心轴11螺旋卷绕阴极13和阳极15，两电极之间夹有隔板。
然后把上述组件插入外壳，把电解质注入外壳。但是，隔板17占据了大量的空间，仅能把有限量的电解质注入外壳，因而采用这种组件降低了电池容量。
上述电池的另一个缺点是隔板17在卷绕时会撕裂，因而会使阴极13和阳极15短路。
为了解决上述短路问题，开发了在两电极的起始处放置附加隔板31的技术，如图2A、2B所示。虽然附加隔板31减少了隔板17撕裂及阴极13和阳极15短路的可能性，但由于附加隔板31占据了额外的空间，所以电池容量减少更多。
上述缺陷存在于各种卷绕电极组中，包括圆柱形电池和圆柱形电容器，以及上述圆柱形镍-氢电池。
为了解决传统技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种电池，包括：阴极；与所述阴极连接的正极端；阳极；与所述阳极连接的负极端；置于所述阴极和所述阳极之间的隔板；电解质；和从卷绕轴覆盖至所述阴极的起始部分的隔板片段。所述卷绕电极组最好是圆柱形电池或圆柱形电容器。所述卷绕电极组最好是圆柱形镍-氢电池。
为了解决传统技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种制造卷绕电极组的方法，包括以下步骤：通过在金属支撑上涂敷正极活性材料浆料、干燥和辊压来制造阴极；通过在金属支撑上涂敷负极活性材料浆料、干燥和辊压来制造阳极；在所述阴极和所述阳极之间设置隔板；设置从卷绕轴覆盖至所述阴极的起始部分的隔板片段；卷绕所述阴极、所述阳极、所述隔板和所述隔板片段；把卷绕后的所述阴极、所述阳极、所述隔板和所述隔板片段插入外壳；向所述外壳注入电解质；在所述外壳的进口安装帽盖组件。
本发明的其他目的、优点和新颖的特征，一部分在以下的说明中将给出，其余通过对以下由实施本发明所能理解的考察，本领域的技术人员将可了解。
采用在权利要求书中特别指出的手段和组合，可以实现本发明的目的和优点。
各附图中：
图1A是传统的圆柱形镍-氢电池在卷绕处理前的示意图；
图1B是传统的圆柱形镍-氢电池在卷绕处理中的示意图；
图2A是另一种传统的圆柱形镍-氢电池在卷绕处理前的示意图；
图2B是另一种传统的圆柱形镍-氢电池在卷绕处理中的示意图；
图3A是根据本发明第一实施例的圆柱形镍-氢电池在卷绕处理前的示意图；
图3B是根据本发明第一实施例的圆柱形镍-氢电池在卷绕处理前的示意图；
图4是圆柱形电池的结构示意图。
在以下详细说明中，仅按作出本发明的发明人所关注的最佳模式的展现方式简单展示和说明本发明的优选实施例。正如所见，在不偏离本发明的条件下可以按各种明显的方式改进。因此，附图和说明只是示例性的，并不是限制性的。
[实施例1]
如图3A、3B所示，在尺寸为263×38×0.15mm的隔板17的两面上，布置尺寸为114×35×0.73mm的阴极13和尺寸为149×35×0.40mm的阳极15。尺寸为26×38×0.15mm、足以从阴极13的起始部分覆盖到心轴11的隔板片段41设置在隔板17朝向阴极13的一侧。围绕心轴11卷绕阴极13、阳极15、隔板17和隔板片段41之后，把卷绕的组件插入外壳。进行电解质的注入、组装和成型，制成电池。
[对比例1]
如图1A、1B所示，在尺寸为263×38×0.15mm的隔板17的两面上，布置尺寸为114×35×0.73mm的阴极13和尺寸为149×35×0.40mm的阳极15。围绕心轴11卷绕阴极13、阳极15和隔板17之后，把卷绕的组件插入外壳。进行电解质的注入、组装和成型，制成电池。
[对比例2]
如图2A、2B所示，在尺寸为263×38×0.15mm的隔板17的两面上，布置尺寸为114×35×0.73mm的阴极13和尺寸为149×35×0.40mm的阳极15。尺寸为149×35×0.15mm、足以覆盖阴极13和阳极15的起始部分的附加隔极31设置在隔板17朝向阴极13的一侧。围绕心轴11卷绕阴极13、阳极15、隔板17和附加隔板31之后，把卷绕的组件插入外壳。进行电解质的注入、组装和成型，制成电池。
下表给出了根据以上实施例和对比例测量电池体积、电解质注入量、内压、使用寿命的结果。
(表) 体积 (mm3)电解质注入量 (g) 内压 (kg/cm2) 使用寿命 (循环)实施例1 1647 3.3 10 250对比例1 1500 3.3 10 200对比例2 1727 3.1 10 200
如上表所示，根据本发明实施例1的带有隔板片段41的电池体积，与根据对比例2的带有附加隔板31的电池相比，最大减少了4.6％。因此，从电解质的注入量来看，电池的内部空间最大增加了22％。较大的内部空间抑制了产生的气体的内压的增大。
根据本发明的电池的卷绕缺陷率与传统的附加隔板31相比减少了30％以上。
如上所述，根据本发明的电池质量是优异的，这是因为与传统电池相比，内部空间更宽、电解质注入量更大、内部气压更低、使用寿命更长。
如上所示，根据本发明的隔板可以防止发生短路、降低填充比例和卷绕缺陷率、提高容量。结果，提高了使用寿命和优良品率。
本发明的作用可以应用于卷绕电极，例如不仅可以是圆柱形镍-氢电池的卷绕电极，而且也可以是结构与圆柱形镍-氢电池相同的圆柱形电池或电容器的卷绕电极。
本说明书中仅展示和说明了优选实施例，但是正如以上所述，应该明白，在这里所表述的本发明的范围内，本发明可以按其他组合和方式使用，并能做出变化或改进。