專利名稱：一種堿性二次電池正極極板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于直接轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的電池的電極制作，尤其是涉及一種堿性二次電池正極極板的制作方法背景技術(shù)堿性二次電池具有高容量、大功率、無污染等特點(diǎn)，是當(dāng)今電池重要的發(fā)展方向之一。采用發(fā)泡鎳式工藝制造堿性二次電池的正極，其活性物質(zhì)填充率高，制造成本更低，已逐漸取代了燒結(jié)式工藝。傳統(tǒng)的發(fā)泡鎳式正極極板制造是先在正極極板基體上焊接正極極耳，后涂覆活性物質(zhì)漿料，再烘干、壓制，最后裁切成規(guī)定的尺寸，因此，不適用于先在正極極板基體上涂覆活性物質(zhì)漿料、再烘干、壓制成型、最后焊接正極極耳的連續(xù)拉漿工藝。日本專利JP11185741公開的技術(shù)方案是先采用丙烷氣體火焰灼燒正極極板上設(shè)定焊接極耳處，將該處的正極活性物質(zhì)中的粘接劑分解揮發(fā)，使設(shè)定焊接極耳處的活性物質(zhì)變得松散，再采用超聲波將這些松散的活性物質(zhì)清除，暴露出鎳網(wǎng)基體，最后將極耳焊接在正極極板設(shè)定焊接極耳處。該技術(shù)方案可以解決采用連續(xù)拉漿工藝中正極極耳的焊接問題，但是采用超聲波處理存在如下缺陷(1)超聲波清除活性物質(zhì)過程中產(chǎn)生的瞬間高溫，會使暴露在空氣中的發(fā)泡鎳基體氧化，表現(xiàn)為清粉后極耳位鎳絲發(fā)黃，容易造成焊接不良；(2)瞬間高溫還會使使發(fā)泡鎳鎳絲強(qiáng)度下降，在超聲波振動(dòng)下鎳絲容易斷裂、脫落，發(fā)泡鎳基體甚至穿孔，導(dǎo)致極耳的焊接強(qiáng)度降低，造成脫焊；(3)采用超聲波清除活性物質(zhì)，移走的活性物質(zhì)粒子散布在空氣中會造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種適用連續(xù)拉漿工藝卻不必用超聲波清除活性物質(zhì)的堿性二次電池正極極板的制作方法。
對于本發(fā)明的技術(shù)問題是這樣加以解決的這種堿性二次電池正極極板的制作方法，依次有以下步驟(1)在正極極板基體上涂覆活性物質(zhì)漿料；
(2)烘干；(3)壓制成型；這種堿性二次電池正極極板的制作方法的特點(diǎn)是還依次包括以下后續(xù)步驟(4)將涂覆有活性物質(zhì)的正極極板上設(shè)定焊接極耳處定位；(5)對已定位的設(shè)定焊接極耳處采用還原性氣體火焰進(jìn)行高溫還原處理，使所述焊接極耳處的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電金屬粉末；(6)將所述焊接極耳處的導(dǎo)電金屬粉末壓實(shí)；(7)在所述焊接極耳處焊接極耳。
對于本發(fā)明的技術(shù)問題是這樣進(jìn)一步加以解決的所述定位是通過模具或機(jī)械手定位。
所述還原性氣體是氫氣H2、一氧化碳CO或甲烷CH4。
所述還原性氣體火焰的溫度為900℃～1100℃。
所述壓實(shí)是通過氣動(dòng)捶壓或油壓機(jī)壓實(shí)。
所述焊接是電阻焊接、激光焊接或超聲波焊接。
本發(fā)明的堿性二次電池正極極板的制作方法，采用還原性氣體火焰對已定位的設(shè)定焊接極耳處進(jìn)行高溫還原處理，使其中的粘接劑分解揮發(fā)，涂覆的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電金屬粉末，經(jīng)過壓緊以提高其可焊性。不僅克服了現(xiàn)有連續(xù)化正極制片過程中用超聲波清除活性物質(zhì)存在的缺陷，還提高了極耳處的導(dǎo)電效果、極耳的焊接強(qiáng)度，以及焊接后的可靠性。


下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式
對焊接極耳處定位的模具配置示意圖；圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施方式
的正極極板焊接極耳前的示意圖；圖3是圖2焊接極耳后的示意圖。
具體實(shí)施例方式
(一)本具體實(shí)施方式
的堿性二次電池正極極板的制作方法，依次有以下步驟(1)在正極極板1基體上涂覆活性物質(zhì)漿料取100份球形氫氧化亞鎳活性物質(zhì)、5份氧化亞鈷、8份濃度為2.5％的羧甲基纖維素(CMC)水溶液、2份濃度為60％的聚四氟乙烯(PTFE)乳液、20份去離子水充分?jǐn)嚢杌旌现瞥苫钚晕镔|(zhì)漿料，采用正極拉漿設(shè)備將漿料均勻填充至面密度為430g/m2的卷式發(fā)泡鎳基體中；(2)烘干；(3)壓制裁切成型正極極板1尺寸97mm×44mm，厚度為0.7mm；(4)將涂覆有活性物質(zhì)的正極極板1上設(shè)定的焊接極耳處10定位如圖1所示，將裁切好的正極極板1置于還原處理裝置上、下模具1、2中，極耳處10置于上、下定位腔7、5中，分別調(diào)節(jié)上、下模氧氣入口9、3處的氧氣流量和還原氣體入口8、4處的氫氣流量，氫氣為過量送入；(5)對已定位的設(shè)定焊接極耳處10采用還原性氣體氫氣H2火焰進(jìn)行高溫還原處理點(diǎn)燃?xì)錃釮2，使上、下模具1、2的火焰噴嘴產(chǎn)生的焰心盡量接近上、下模定位腔7、5的中心，分別作用在焊接極耳處10的上、下兩個(gè)面上，溫度控制在1000℃左右，火焰呈淡紅色，使正極極板1上焊接極耳處10處的正極活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成鎳Ni、鈷Co導(dǎo)電金屬粉末，化學(xué)還原反應(yīng)式如下；；(6)將焊接極耳處10的鎳Ni、鈷Co導(dǎo)電金屬粉末壓實(shí)從模具中取出經(jīng)過高溫還原處理的正極極板1，置于氫氣還原性氣氛中冷卻后，將還原處理后的極耳處10壓實(shí)至厚度為0.5mm，如圖2所示；(7)在所述焊接極耳處10焊接極耳11通過電阻焊將尺寸為15.00mm×3.00mm×0.15mm的純鎳極耳11焊接在焊接極耳處10，制成如圖3所示的正極極板1。
(二)與本具體實(shí)施方式
對比的現(xiàn)有堿性二次電池正極極板的制作方法，依次有以下步驟(1)同本具體實(shí)施方式
的(1)；(2)同本具體實(shí)施方式
的(2)；(3)同本具體實(shí)施方式
的(3)；(4)用超聲波將極耳處10上的活性物質(zhì)清除，暴露出鎳網(wǎng)基體；(5)將暴露出鎳網(wǎng)基體的極耳處10壓至0.5mm，如圖2所示；(6)同本具體實(shí)施方式
的(7)，制成如圖3所示的正極極板1。
將(一)、(二)方法分別制成的正極極板1萬片進(jìn)行性能測試對比，觀察極板的炸火、虛焊、穿孔現(xiàn)象，計(jì)算炸火率、虛焊率、穿孔率和總不良率
炸火率＝出現(xiàn)炸火現(xiàn)象的極板數(shù)÷總極板數(shù)；虛焊率＝出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象的極板數(shù)÷總極板數(shù)；穿孔率＝出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象的極板數(shù)÷總極板數(shù)；總不良率＝炸火率+虛焊率+穿孔率。
再在(一)、(二)方法制成的合格品中分別隨機(jī)抽樣正極極板20片，測試極耳的焊接強(qiáng)度。測試方法如下將抽樣品固定在強(qiáng)度測試儀的基座上，再將抽樣品的極耳用可沿軌道水平移動(dòng)的拉力器夾緊，由拉力器牽引極耳水平移動(dòng)，在極耳焊接處發(fā)生拉伸形變，直至極耳從極板上脫落，拉力器在極耳脫落時(shí)指示的拉力值即是極耳的焊接強(qiáng)度，最后分別計(jì)算平均焊接強(qiáng)度。
測試結(jié)果如下表

方法(一)的總不良率為0.05％，方法(二)的總不良率高達(dá)1.00％，表明本發(fā)明能顯著降低連續(xù)正極制片工藝的不良率。方法(一)抽樣平均焊接強(qiáng)度比方法(二)的高出1.0Kg，表明本發(fā)明能提高極耳的抗拉強(qiáng)度，提高正極極板焊接后的可靠性。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種堿性二次電池正極極板的制作方法，依次有以下步驟(1)在正極極板基體上涂覆活性物質(zhì)漿料；(2)烘干；(3)壓制成型；其特征在于還依次包括以下后續(xù)步驟(4)將涂覆有活性物質(zhì)的正極極板上設(shè)定焊接極耳處定位；(5)對已定位的設(shè)定焊接極耳處采用還原性氣體火焰進(jìn)行高溫還原處理，使所述焊接極耳處的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電金屬粉末；(6)將所述焊接極耳處的導(dǎo)電金屬粉末壓實(shí)；(7)在所述焊接極耳處焊接極耳。
2.按照權(quán)利要求1所述的堿性二次電池正極極板的制作方法，其特征在于所述定位是通過模具或機(jī)械手定位。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的堿性二次電池正極極板的制作方法，其特征在于所述還原性氣體是氫氣H2、一氧化碳CO或甲烷CH4。
4.按照權(quán)利要求3所述的堿性二次電池正極極板的制作方法，其特征在于所述還原性氣體火焰的溫度為900℃～1100℃。
5.按照權(quán)利要求4所述的堿性二次電池正極極板的制作方法，其特征在于所述壓實(shí)是通過氣動(dòng)捶壓或油壓機(jī)壓實(shí)。
6.按照權(quán)利要求5所述的堿性二次電池正極極板的制作方法，其特征在于所述焊接是電阻焊接、激光焊接或超聲波焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿性二次電池正極極板的制作方法，依次有以下步驟(1)在正極極板基體上涂覆活性物質(zhì)漿料；(2)烘干；(3)壓制成型；(4)將涂覆有活性物質(zhì)的正極極板上設(shè)定焊接極耳處定位；(5)對已定位的設(shè)定焊接極耳處采用還原性氣體火焰進(jìn)行高溫還原處理，使所述焊接極耳處的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電金屬粉末；(6)將所述焊接極耳處的導(dǎo)電金屬粉末壓實(shí)；(7)在所述焊接極耳處焊接極耳。對已定位的設(shè)定焊接極耳處進(jìn)行高溫還原處理，使其中的粘接劑分解揮發(fā)，涂覆的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電金屬粉末，經(jīng)過壓緊以提高其可焊性。不僅克服了超聲波清除活性物質(zhì)存在的缺陷，還提高了極耳處的導(dǎo)電效果、極耳的焊接強(qiáng)度，以及焊接后的可靠性。
文檔編號H01M4/26GK1960038SQ200510022018
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者顏海鵬 申請人:比亞迪股份有限公司