專利名稱：一種電池導(dǎo)電基體及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于電池電極材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種強(qiáng)度高、表面粗糙度好、高孔隙率的電池導(dǎo)電基體，及其操作簡(jiǎn)單的制作方法。
背景技術(shù)：
目普通鎳電池的基體是鍍鎳沖孔鋼帶、泡沫鎳材料。鍍鎳沖孔鋼帶一般用來(lái)作為電池的負(fù)極，其生產(chǎn)工藝為先將SPCC鋼帶沖孔，再在沖孔鋼帶上電鍍鎳。普通鍍鎳沖孔鋼帶材料作為鎳氫鎳鎘電池的負(fù)極板的集流體和活性物質(zhì)的載體，由于其表面呈光滑狀(在高倍數(shù)顯微鏡下觀察或電鏡觀察)，粗糙度不夠，電極漿料與鍍鎳沖孔鋼帶極板光滑表面結(jié)合力差，集流效果差，電池在多次充放電時(shí)，電極活性材料隨著充放電過(guò)程的進(jìn)行其體積也隨之不斷地進(jìn)行膨脹和收縮，因而在多次充放電后，電極活性物質(zhì)從鍍鎳沖孔鋼帶基材表面脫落，從而影響電池的壽命。且電極活性物質(zhì)接觸真實(shí)表面積少，集流效果差，導(dǎo)電性差，電池內(nèi)阻高，活性物質(zhì)利用率偏低，導(dǎo)致容量偏低。泡沫鎳一般用做電池的正極基體，也可用于負(fù)極，但因其制作成本高，且強(qiáng)度差，極片制作不良率高，故一般只用做正極基體，泡沫鎳解決了鍍鎳沖孔鋼帶集流效果差、表面積小的問題，但因其強(qiáng)度差，容易導(dǎo)致極片斷裂，報(bào)廢率高、電池易出現(xiàn)短路或斷路。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的即在于提供一種強(qiáng)度高、表面粗糙度好、高孔隙率的電池導(dǎo)電基體，以及提供一種制作該電池導(dǎo)電基體的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種電池導(dǎo)電基體，主要包括由金屬材料制作的中間基體，尤其是所述中間基體的兩面覆有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬。
在上述基礎(chǔ)上，其中所述發(fā)泡金屬中的金屬是指鎳、銅、鐵中的一種或幾種。
所述中間基體是指金屬帶、金屬網(wǎng)?；蛩鲋虚g基體是指鍍鎳鋼帶、鋼網(wǎng)、銅帶、銅網(wǎng)或鎳帶。
本發(fā)明針對(duì)上述電池導(dǎo)基體的制作方法，是首先將一種金屬材料作為中間基體，然后在該中間基體的兩面上進(jìn)行固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作。
在上述步驟過(guò)程中，其中所述在中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作，具體過(guò)程是指先在中間基體的兩面上分別固定一層泡棉，然后對(duì)被固定的泡棉進(jìn)行導(dǎo)電化處理，之后再通過(guò)電沉積方式對(duì)泡棉進(jìn)行金屬沉積，最后再整體進(jìn)行熱處理。
所述在中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作，具體過(guò)程是指先將泡棉進(jìn)行導(dǎo)電化處理，然后將導(dǎo)電化處理后的泡棉固定在所述中間基體的兩面上，接下來(lái)通過(guò)電沉積方式再對(duì)泡棉進(jìn)行金屬沉積，最后再整體進(jìn)行熱處理。
所述在中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作，具體過(guò)程是指先將泡棉進(jìn)行導(dǎo)電化處理，接下來(lái)通過(guò)電沉積方式再對(duì)泡棉進(jìn)行金屬沉積，然后再將經(jīng)金屬沉積的泡棉固定在所述中間基體的兩面上，最后再整體進(jìn)行熱處理。
在上述任意一種步驟過(guò)程中，其中所述泡棉是指聚胺脂泡棉。
所述中間基體是指鍍鎳鋼帶、鋼網(wǎng)、銅帶、銅網(wǎng)或鎳帶。
所述電化處理是指對(duì)泡棉進(jìn)行化學(xué)鍍、涂覆導(dǎo)電膠或者磁控濺射處理。
金屬沉積是指對(duì)泡棉進(jìn)行鎳、銅、鐵或合金的沉積。
所述熱處理過(guò)程是指溫度范圍在400-1000℃之間內(nèi)任意一溫度下，并在用氫氣還原的氣氛條件下進(jìn)行的熱處理。
所述在該中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作中的固定方式，是指通過(guò)粘貼或通過(guò)壓制的方式所完成的固定。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的鍍鎳沖孔鋼帶作為電池極片粗糙度不夠、集流效果差、電池內(nèi)阻高、活性物質(zhì)利用率偏低；泡沫鎳作為電池極片強(qiáng)度差、制作不良率高、電池易短路或斷路，由于本發(fā)明所采用的電池導(dǎo)電基體，其中間基體的兩面覆有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬，因此從而提供一種強(qiáng)度高、表面粗糙度好、高孔隙率，能增強(qiáng)電池極片集流效果、降低電池內(nèi)阻、提高活性物質(zhì)的利用率、提高電池壽命，尤其是提高大電流充放電性能的電池導(dǎo)電基體。


為了易于說(shuō)明，本發(fā)明由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明電池導(dǎo)電基體的中間基體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明電池導(dǎo)電基體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明電池導(dǎo)電基體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)一起參考圖1至圖3，本發(fā)明電池導(dǎo)電基體，主要包括由金屬材料制作的中間基體1，尤其是所述中間基體1的兩面覆有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬2。下面以具體的實(shí)施例進(jìn)行細(xì)詳?shù)闹苽湔f(shuō)明，以及和現(xiàn)有技術(shù)之間進(jìn)行比對(duì)。
實(shí)施例1本實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明提供的電池基體材料、使用該基體的電池負(fù)極和電池及它們的制備方法。
取連續(xù)沖孔鍍鎳鋼帶(孔徑2.2mm、厚度0.08mm、寬度210mm)50米。將鋼帶的兩面上用粘接劑粘貼上聚胺脂泡綿(厚度1.0mm、孔密度100PPI、寬度210mm)，然后涂覆導(dǎo)電膠，進(jìn)行電沉積，覆鎳面密度為200g/m2，然后熱處理，即制得本發(fā)明電池導(dǎo)電基體。
(1)負(fù)極的制備將100份重量的CdO，0.5份重量的羧甲基纖維素粘合劑，及20份重量去離子水充分?jǐn)嚢?，混合成糊狀漿料。將此漿料均勻地涂覆于上述得到的本發(fā)明的電池基體材料中，然后烘干、輥壓、裁切制得尺寸為250毫米×32毫米×0.6毫米的負(fù)極，其中，CdO的含量約為9克。
(2)正極的制備將95份重量的氫氧化鎳，5份重量的CoO(氧化亞鈷)，0.2份重量的羧甲基纖維素粘合劑，及20份重量去離子水充分?jǐn)嚢?，混合成糊狀漿料。取普通泡沫鎳，壓、裁片后制作成200毫米×61毫米×1.4毫米的泡沫鎳基片，在泡沫鎳基片的中間位置輥焊200毫米×3毫米×0.2毫米的鎳帶，填充上述得到的漿料，然后烘干、輥壓制得尺寸為200毫米×61毫米×0.2毫米的正極。其中，氫氧化鎳的含量約為8克。
(3)電池的裝配將(1)得到的負(fù)極、隔板接枝聚丙烯隔膜、(2)得到的正極依次層疊卷繞成渦卷狀的電極組，將得到的電極組放入一端開口的圓柱形電池外殼中，加入電解液1.1g/Ah(電解液為KOH和LiOH混合水溶液，混合水溶液中含有30重量％KOH和15克/升的LiOH)，密封后制成鎳-鎘電池B1(SC-2000mAh)。
對(duì)比例1采用與實(shí)施例1相同的條件和材料，不同的是負(fù)極基體材料使用沖孔鍍鎳鋼帶(孔徑36.63mm、厚度0.08mm、寬度210mm)，制得參比電池CB1。
實(shí)施例2本實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明提供的基體材料、使用該基體材料的電池負(fù)極和電池及它們的制備方法。
(1)負(fù)極的制備取連續(xù)沖孔鍍鎳鋼帶(孔徑1.8mm、厚度0.035mm、寬度180mm)50米。將鋼帶的兩面上用粘接劑粘貼上聚胺脂泡綿(厚度1.0mm、孔密度100PPI、寬度210mm)，然后涂覆導(dǎo)電膠，進(jìn)行電沉積，覆鎳面密度為200g/m2，然后熱處理，即制得本發(fā)明的電池導(dǎo)電基體。
將100份重量的LaNi5儲(chǔ)氫合金，0.5份重量的羧甲基纖維素粘合劑，5份重量Ni，及20份重量去離子水充分?jǐn)嚢?，混合成糊狀漿料。將此漿料均勻地涂覆于上述得到的鍍鎳沖孔鋼帶，然后烘干、輥壓、裁切制得尺寸為172毫米×42.5毫米×0.5毫米的負(fù)極，其中，LaNi5的含量約為9克。
(2)正極的制備將95份重量的氫氧化鎳，5份重量的CoO(氧化亞鈷)，0.2份重量的羧甲基纖維素粘合劑，及30份重量去離子水充分?jǐn)嚢?，混合成糊狀漿料。取普通泡沫鎳，壓、裁片后制作成91毫米×42毫米×1.4毫米的泡沫鎳基片，在泡沫鎳基片的中間位置點(diǎn)焊20毫米×1.5毫米×0.2毫米的鎳帶，鎳帶露出鎳網(wǎng)10毫米，填充上述得到的漿料，然后烘干、輥壓制得尺寸為91毫米×42毫米×1.4毫米的正極。其中，氫氧化鎳的含量約為8克。
(3)電池的裝配將(1)得到的負(fù)極、隔板接枝聚丙烯隔膜、(2)得到的正極依次層疊卷繞成渦卷狀的電極組，將得到的電極組放入一端開口的圓柱形電池外殼中，加入電解液1.1g/Ah(電解液為KOH和LiOH混合水溶液，混合水溶液中含有30重量％KOH和15克/升的LiOH)，密封后制成鎳-氫電池B2(AA-2000mAh)。
對(duì)比例2采用與實(shí)施例2相同的條件和材料，不同的是負(fù)極基體材料使用沖孔鍍鎳鋼帶(孔徑1.8mm、厚度0.035mm、寬度180mm)制得參比電池CB2。
實(shí)施例3實(shí)施例3分別測(cè)定電池B1和B2的容量、內(nèi)阻和循環(huán)性能。
按IEC2851993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。
測(cè)定結(jié)果如表1所示。
對(duì)比例3對(duì)比例3分別測(cè)定參比電池CB1和CB2的容量、內(nèi)阻和循環(huán)性能。
采用與實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行測(cè)定。
測(cè)定結(jié)果如表1所示。
表1

從表1所示的結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的堿性二次電池的循環(huán)性能和容量得到了改善，內(nèi)阻降低，制片不良率得到了明顯改善。
權(quán)利要求
1.一種電池導(dǎo)電基體，主要包括由金屬材料制作的中間基體，其特征在于所述中間基體的兩面覆有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的電池導(dǎo)電基體，其特征在于所述發(fā)泡金屬中的金屬是指鎳、銅、鐵中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的電池導(dǎo)電基體，其特征在于所述中間基體是指金屬帶、金屬網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的電池導(dǎo)電基體，其特征在于所述中間基體是指鍍鎳鋼帶、鋼網(wǎng)、銅帶、銅網(wǎng)或鎳帶。
5.一種如權(quán)利要求1所述電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于首先將一種金屬材料作為中間基體，然后在該中間基體的兩面上進(jìn)行固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作。
6.如權(quán)利要求5所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述在中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作，具體過(guò)程是指先在中間基體的兩面上分別固定一層泡棉，然后對(duì)被固定的泡棉進(jìn)行導(dǎo)電化處理，之后再通過(guò)電沉積方式對(duì)泡棉進(jìn)行金屬沉積，最后再整體進(jìn)行熱處理。
7.如權(quán)利要求5所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述在中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作，具體過(guò)程是指先將泡棉進(jìn)行導(dǎo)電化處理，然后將導(dǎo)電化處理后的泡棉固定在所述中間基體的兩面上，接下來(lái)通過(guò)電沉積方式再對(duì)泡棉進(jìn)行金屬沉積，最后再整體進(jìn)行熱處理。
8.如權(quán)利要求5所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述在中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作，具體過(guò)程是指先將泡棉進(jìn)行導(dǎo)電化處理，接下來(lái)通過(guò)電沉積方式再對(duì)泡棉進(jìn)行金屬沉積，然后再將經(jīng)金屬沉積的泡棉固定在所述中間基體的兩面上，最后再整體進(jìn)行熱處理。
9.如權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)權(quán)利所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述泡棉是指聚胺脂泡棉。
10.如權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)權(quán)利所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述中間基體是指鍍鎳鋼帶、鋼網(wǎng)、銅帶、銅網(wǎng)或鎳帶。
11.如權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)權(quán)利所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述電化處理是指對(duì)泡棉進(jìn)行化學(xué)鍍、涂覆導(dǎo)電膠或者磁控濺射處理。
12.如權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)權(quán)利所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于金屬沉積是指對(duì)泡棉進(jìn)行鎳、銅、鐵或合金的沉積。
13.如權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)權(quán)利所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述熱處理過(guò)程是指溫度范圍在400-1000℃之間內(nèi)任意一溫度下，并在用氫氣還原的氣氛條件下進(jìn)行的熱處理。
14.如權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)權(quán)利所述的電池導(dǎo)基體的制作方法，其特征在于所述在該中間基體的兩面上固定一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬的操作中的固定方式，是指通過(guò)粘貼或通過(guò)壓制的方式所完成的固定。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于電池導(dǎo)電基體，主要包括由金屬材料制作的中間基體，尤其是所述中間基體的兩面覆有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬；該電池導(dǎo)電基體的制作方法，是首先將一種金屬材料作為中間基體，然后在該中間基體的兩面上進(jìn)行分別固定一層金屬泡棉的操作。該種結(jié)構(gòu)的電池導(dǎo)電基體強(qiáng)度高、表面粗糙度好、高孔隙率，而其制作方法簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H01M4/66GK1988223SQ20051012109
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者畢國(guó)忠, 劉濤 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司