專利名稱：一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)電源領(lǐng)域，尤其是一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法。
背景技術(shù)：
鎘鎳電池由于具有充放電壽命長、使用溫度范圍寬、大電流放電性能好等特點而 得到廣泛的應(yīng)用。但是，鎘鎳電池的荷電保持能力較差，其荷電貯存容量隨時間的增加而逐 漸減少。例如，一般鎘鎳電池的荷電在貯存6個月后只剩60 70%的容量，大電流放電的 燒結(jié)式密封鎘鎳電池的荷電在貯存6個月后的剩余容量幾乎為0。為了滿足對儀器設(shè)備的 供電要求，鎘鎳電池在經(jīng)過一段時間的貯存后，必須進(jìn)行補(bǔ)充充電，而對于貯存時間超過6 個月的鎘鎳電池，還需要重新活化，經(jīng)過1 3次充放電后才能恢復(fù)電池應(yīng)有供電能力。為 了使鎘鎳電池長期處于備用狀態(tài)，可以采用長期涓流充電的辦法使電池始終處于滿荷電狀 態(tài)。但是，在沒有連續(xù)充電條件的場合，每過一兩個月就得為電池充電一次。因此，現(xiàn)有鎘 鎳電池存在荷電保持能力差、使用維護(hù)不便且浪費人力物力的問題，特別是在一些特殊場 合根本無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極 的制造方法，通過該箔式燒結(jié)氧化鎳電極所制造的鎘鎳電池能夠有效提高荷電保持能力， 使其在長期貯存?zhèn)溆闷陂g無需充放電維護(hù)，大大節(jié)省了人力、物力，并能夠滿足一些特殊場 合的需求。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法，其特征在于制造方法的步驟 是(1)多孔鎳基板制造；(2)將多孔鎳基板投放至含有Co++、Cd++的Ni (NO3)2水溶液中浸漬，浸漬溫度為 75°C 85°C，浸漬時間為2 2. 5小時，形成浸漬鎳基板；(3)將浸漬鎳基板取出經(jīng)干燥空氣干燥15min-30min，投入比重為1. 2士0. 01g/cm3 NaOH堿液中浸堿，浸1 1. 5小時，使Co++、Cd++的Ni (NO3) 2轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸锘钚晕镔|(zhì)；(4)將浸堿后的極板放入40 50°C的水中洗至無堿，然后在50 60°C下干燥2 3h ；(5)重復(fù)第⑵ (4)操作3 5次后，填充的活性物質(zhì)Ni (OH)2、Cd (OH)2、Co (OH)2 增重≥ 1. 2g/cm3,即可完成箔式燒結(jié)氧化鎳電極制造。而且，所述箔式燒結(jié)氧化鎳電極的多孔鎳基板的制造工藝是以羰基鎳粉作主料， 添加PVB作增孔劑，增孔劑的添加量為鎳粉重量的30%，兩種粉料在合粉機(jī)中混合均勻 后，以鎳帶或鍍鎳鋼帶作骨架，在滾壓機(jī)中滾壓成型，滾壓成型厚度0. 6mm;然后在溫度為9300C 士20°C的氫氣爐中燒結(jié)15 30分鐘，制出厚度彡0. 40mm的多孔鎳基板。而且，所述箔式燒結(jié)氧化鎳電極的多孔鎳基板的制造工藝是使用羰基鎳粉與 CMC水溶液或HPMC水溶液混合成漿，其質(zhì)量比為鎳粉2. 5% CMC=I 1，涂覆于鎳帶或 鍍鎳鋼帶上，其厚度為0. 6mm，經(jīng)140 220°C干燥后，在溫度為930°C 士20°C的氫氣爐中燒 結(jié)15 30分鐘，制出厚度彡0. 40mm的多孔鎳基板。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1、本箔式燒結(jié)氧化鎳電極采用燒結(jié)電極工藝，在活性物質(zhì)中添加Co++和Cd++，降低 氧化鎳電極氧化過程的電位，提高氧析出電位，減少不穩(wěn)定的高價氧化鎳MO2的產(chǎn)生，使氧 化鎳電極在充電和擱置過程中少析出或不析出O2，性能更加穩(wěn)定；同時選用高濃度三元電 液作為電解液，它除了使氧化鎳電極電位降低，使m (OH)2更加穩(wěn)定不易分解析氧外，堿濃 度的提高，還能降低氧在堿液中的溶解度，從而使充電態(tài)的鎘不易被氧化而損失容量。因本 專利申請電池在使用過程中無需充電，也就無需選用透氣性好的隔膜，而選用耐堿、耐氧化 致密度高、電液保持能力強(qiáng)的隔膜，不僅降低隔膜內(nèi)阻，有效防止其他物理因素造成的微短 路。通過上述措施可以將傳統(tǒng)的長壽命(充、放電壽命)電池改造成為可長期荷電保持的 特種電池，具有特長荷電保持能力，貯存三年仍能保有70% 80%的電量，而其間無需任 何補(bǔ)充電。2、本方法制造出的鎳鎘電池雖然降低了電池開路電壓，但是提高了兩個電極在堿 性溶液中的電化學(xué)穩(wěn)定性。但由于正負(fù)電極采用箔式電極工藝，降低了充、放電電流密度， 同時采用電液保持能力強(qiáng)的隔膜，加之電池可在富液狀態(tài)下工作，從而使得鎳鎘電池獲得 了較好的大電流放電性能，放電電壓平臺高于普通鎘鎳電池。3、本發(fā)明有效地提高了鎘鎳電池的荷電保持能力及大電流放電性能，使其在長期 貯存?zhèn)溆闷陂g無需充、放電維護(hù)，大大節(jié)省了人力、物力，并滿足一些特殊場合的需求。


圖1為本發(fā)明制造的鎘鎳電池與傳統(tǒng)鎘鎳電池的荷電保持能力對比效果圖；圖2為發(fā)明制造的鎘鎳電池與傳統(tǒng)鎘鎳電池的電流放大性能對比效果圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明一種箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法，步驟是(1)多孔鎳基板制造多孔鎳基板有兩種制造工藝一種為干法工藝，以羰基鎳粉作主料，添加PVB作增 孔劑，增孔劑的添加量為鎳粉重量的30%。兩種粉料在合粉機(jī)中混合均勻后，以鎳帶或鍍鎳 鋼帶作骨架，在滾壓機(jī)中滾壓成型，滾壓成型厚度0.6mm左右；然后在溫度為930°C 士20°C 的氫氣爐中燒結(jié)15 30分鐘，制出厚度< 0. 40mm的多孔鎳基板。另一種是濕法工藝，使 用羰基鎳粉與CMC水溶液(或HPMC水溶液)混合成漿(其質(zhì)量比為鎳粉2. 5% CMC = 1 1)，涂覆于鎳帶或鍍鎳鋼帶上，其厚度約為0.6mm，經(jīng)140 220°C干燥后，在溫度為 9300C 士20°C的氫氣爐中燒結(jié)15 30分鐘，制出厚度彡0. 40mm的多孔鎳基板。(2)將多孔鎳基板投放至含有Co++、Cd++的Ni (NO3)2水溶液中浸漬，浸漬溫度為75°C 85°C，浸漬時間為2 2. 5小時，形成浸漬鎳基板；(3)將浸漬鎳基板取出經(jīng)干燥空氣干燥15min-30min，投入比重為1. 2士0. 01g/cm3 NaOH堿液中浸堿，浸1 1. 5小時，使Co++、Cd++的Ni (NO3) 2轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸锘钚晕镔|(zhì)；(4)將浸堿后的極板放入40 50°C的水中洗至無堿，檢驗時使用酚酞檢驗方法進(jìn) 行，然后在50 60°C下干燥2 3h ；(5)重復(fù)第⑵ (4)操作3 5次后，填充的活性物質(zhì)Ni (OH)2、Cd (OH)2、Co (OH)2 增重> 1. 2g/cm3,即可完成箔式燒結(jié)氧化鎳電極制造。與本發(fā)明相對應(yīng)的箔式粘結(jié)Cd電極制造方法為(1)將主料CdO llKg、海棉Cd 2. 8Kg、活性添加劑Ni(0H)20.23Kg、導(dǎo)電劑鎳粉 0. 9Kg和乙炔黑80g在合粉機(jī)內(nèi)充分混合均勻后，分3-5批(分批加入是為了使干混合粉容 易分散到粘合劑中而采取的步驟，每次加入量要求不嚴(yán))。加入1. 5Kg濃度為5%的CMC粘 合劑中，在攪拌機(jī)中攪拌2h后，得到漿料；(2)將所得漿料均勻涂于鎳帶或鍍鎳鋼帶上，帶有漿料層的鎳帶或鍍鎳鋼帶的厚 度彡0. 4讓，經(jīng)50°C 士2°C干燥2h ；(3)將干燥后的帶漿料層的鎳帶或鍍鎳鋼帶輾壓成型，至厚度為0. 30士02mm，即 得箔式粘結(jié)Cd電極。使用隔膜包于箔式燒結(jié)氧化鎳電極上，氈狀膜可采用的是耐堿、耐氧化致密度高、 電液保持能力強(qiáng)的氈狀膜如聚丙烯磺化膜、半芳香族聚酰胺氈狀膜或氯化聚氯乙烯氈狀 膜；將箔式粘結(jié)Cd電極、隔膜封包的箔式燒結(jié)氧化鎳電極及電解液進(jìn)行封裝即完成鎘鎳電 池的制造，電解液采用比重1. 45士0. 02g/cm3的KOH、NaOH, LiOH的三元電液，即K+450g/L、 Na+5. 5g/L、Li+2. 2g/L。電池結(jié)構(gòu)形式可呈園柱形或方形。通過上述方法制造的鎘鎳電池的性能與傳統(tǒng)鎘 鎳電池的性能通過圖1和圖2可以看出，本發(fā)明制造的鎘鎳電池大大提高了荷電保持能力， 同時顯著提高了大電流的放電特性。需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并 不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出 的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法，其特征在于制造方法的步驟是(1)多孔鎳基板制造；(2)將多孔鎳基板投放至含有Co++、Cd++的Ni(NO3)2水溶液中浸漬，浸漬溫度為75℃～85℃，浸漬時間為2～2.5小時，形成浸漬鎳基板；(3)將浸漬鎳基板取出經(jīng)干燥空氣干燥15min-30min，投入比重為1.2±0.01g/cm3 NaOH堿液中浸堿，浸1～1.5小時，使Co++、Cd++的Ni(NO3)2轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸锘钚晕镔|(zhì)；(4)將浸堿后的極板放入40～50℃的水中洗至無堿，然后在50～60℃下干燥2～3h；(5)重復(fù)第(2)～(4)操作3～5次后，填充的活性物質(zhì)Ni(OH)2、Cd(OH)2、Co(OH)2增重≥1.2g/cm3，即可完成箔式燒結(jié)氧化鎳電極制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法，其特征在 于所述箔式燒結(jié)氧化鎳電極的多孔鎳基板的制造工藝是以羰基鎳粉作主料，添加PVB作 增孔劑，增孔劑的添加量為鎳粉重量的30%，兩種粉料在合粉機(jī)中混合均勻后，以鎳帶或鍍 鎳鋼帶作骨架，在滾壓機(jī)中滾壓成型，滾壓成型厚度0. 6mm ；然后在溫度為930°C 士20°C的 氫氣爐中燒結(jié)15 30分鐘，制出厚度彡0. 40mm的多孔鎳基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法，其特征在 于所述箔式燒結(jié)氧化鎳電極的多孔鎳基板的制造工藝是使用羰基鎳粉與CMC水溶液或 HPMC水溶液混合成漿，其質(zhì)量比為鎳粉2. 5% CMC=I 1，涂覆于鎳帶或鍍鎳鋼帶上，其 厚度為0. 6mm，經(jīng)140 220°C干燥后，在溫度為930°C 士20°C的氫氣爐中燒結(jié)15 30分 鐘，制出厚度< 0. 40mm的多孔鎳基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎘鎳電池箔式燒結(jié)氧化鎳電極的制造方法，步驟是(1)多孔鎳基板制造；(2)將多孔鎳基板投放至含有Co++、Cd++的Ni(NO3)2水溶液中浸漬，浸漬溫度為75℃～85℃，浸漬時間為2～2.5小時，形成浸漬鎳基板；(3)將浸漬鎳基板取出經(jīng)干燥空氣干燥15min-30min，投入比重為1.2±0.01g/cm3 NaOH堿液中浸堿，浸1～1.5小時，使Co++、Cd++的Ni(NO3)2轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸锘钚晕镔|(zhì)；(4)將浸堿后的極板放入40～50℃的水中洗至無堿，然后在50～60℃下干燥2～3h；(5)重復(fù)第(2)～(4)操作3～5次后，填充的活性物質(zhì)Ni(OH)2、Cd(OH)2、Co(OH)2增重≥1.2g/cm3，即可完成箔式燒結(jié)氧化鎳電極制造。通過本發(fā)明制造的鎘鎳電池能夠有效提高荷電保持能力，使其在長期貯存?zhèn)溆闷陂g無需充放電維護(hù)，大大節(jié)省了人力、物力，并能夠滿足一些特殊場合的需求。
文檔編號H01M4/26GK101872857SQ20091006859
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者劉邦衛(wèi), 咼成, 張兆科, 張宜楠, 楊帆 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所