專利名稱：一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法
一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法
所屬領(lǐng)域
本發(fā)明涉及 一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法。
背景技術(shù)：
鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池以貯氫負(fù)極為負(fù)極，氧化鎳電極為正極，
氫氧化鉀溶液為電解液，電極反應(yīng)如下表
過程正 極負(fù) 極
充電Ni (0H)2+0H—+ Ni00H+H20+eM+ H20+e+MH+ OH畫
過充電40H—^ 2H20+02+4e2H20+02+4e ^40H—
放電Ni00H+H20+e+ Ni (OH) 2+0ITMH+ 0『+ M+ H20+e
過放電2H20+2e+H2+ 20H—H2+ 20H —2H20+2e
總電池反應(yīng)為:MH+ NiOOH ===== M+Ni (OH)
由此可見鎳氫電池的充放電反應(yīng)離不開電子(e)在正極和負(fù)極集流體之 間的轉(zhuǎn)移。
通常情況下，極板與"一體化極耳引流條"之間為單層焊接，焊按過程中， 一方面易產(chǎn)生焊接不牢，另外一方面還會產(chǎn)生粘輥等現(xiàn)象，從而使焊接合格率 降低。泡沬鎳與"一體化極耳引流條"集流體之間的牢固程度低，電阻大，進(jìn) 而會使電池的內(nèi)阻增加，導(dǎo)致電池在大電流充、放電循環(huán)過程中電池的發(fā)熱量 增加，極易造成電池漏液爬堿，導(dǎo)致壽命變短。所以必須釆取有效的措施降低 電池的內(nèi)阻。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上缺陷，本發(fā)明提供了一種能有效的提高電極制作焊接合格率，降 低電池內(nèi)阻，且工藝簡單，成本低的電極制造技術(shù)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制 備方法，極板的一端用規(guī)則形狀的雙層鍍鎳鋼帶或雙層鎳帶將極板上無填充物 段的泡沬鎳基體包夾在中間，先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接 在一起構(gòu)成電極,在此結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則形狀的鍍鎳鋼帶或鎳帶稱為"一體化極 耳引流條"，填充有電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)的泡沬鎳基體經(jīng)過烘干、碾壓、裁 切成規(guī)則尺寸的片狀物稱為"極板"，雙層"一體化極耳引流條"夾著"極板" 上無填充物段的泡沫鎳基體焊接在一起稱為"電極"。
本發(fā)明所述的制造極板的載體材料為泡沬鎳。極板一端有2mm 8隱之間 的空白區(qū)間段，不填充電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)，該空白區(qū)間段是與"一體化 極耳引流條"的焊接區(qū)間。"一體化極耳引流條"的材質(zhì)為鍍鎳鋼帶或鎳帶，單 層厚度在O. 05mm~0. 2誦之間。釆用雙層"一體化極耳引流條，，將"極板，，上 的空白泡沬鎳區(qū)間段包夾在中間，并通過焊接的方式，將其牢固地焊接在一起 構(gòu)成電極。
本發(fā)明所述的鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法，具體步驟 如下
(1) 極板制作
電池的正、負(fù)極均釆用泡沬鎳基體作為載體，將電池所用活性物質(zhì)漿料填 充在泡沬鎳基體內(nèi)，在規(guī)定溫度下干燥，分別軋制成O. 3-0.8mm厚左右，剪裁 至規(guī)定尺寸的極板。泡沫鎳基體一端有2隨 8mm之間的空白區(qū)間段，不填充電 池所用電化學(xué)活性物質(zhì)。該空白區(qū)間段是與"一體化極耳引流條"的焊接區(qū)間。
(2) "—體化極耳引流條"制作
將單層厚度在0. 05mm 0.2隱之間，材質(zhì)為鍍鎳鋼帶或鎳帶的薄板材，沖 裁成規(guī)則形狀，規(guī)定尺寸的"一體化極耳引流條"。
(3) 電極制作
用"一體化極耳引流條"將極板上無填充物段的泡沫鎳基體包夾在中間， 先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接在一起構(gòu)成電極。
5釆用以上技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下有益效果
(1) 本發(fā)明所制備的電極，電極制作過程焊接牢靠，合格率高。
(2) 用本發(fā)明所制備的電極，裝配成鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池，內(nèi) 阻明顯降低(密封電池測量)。
(3) 用本發(fā)明所制備的電極，裝配成鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池，大
電流充、放電過程電池溫度明顯降低，放電電壓平臺及充放電循環(huán)穩(wěn)定性顯 著提高。
(4) 設(shè)備及工藝簡單。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的側(cè)面圖。 圖3為3C充、放電過程，電池溫度對比情況。 圖4為lC充100y。、 3C放電至1. OV,電池電壓對比情況。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1、圖2所示， 一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法， 極板1的一端用規(guī)則形狀的雙層鍍鎳鋼帶或雙層鎳帶將極板1上無填充物段的 泡沫鎳基體包夾在中間，先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接在一 起構(gòu)成電極3，在此結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則形狀的鍍鎳鋼帶或鎳帶稱為"一體化極耳 引流條"2，填充有電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)的泡沬鎳基體經(jīng)過烘干、碾壓、裁 切成規(guī)則尺寸的片狀物稱為"極板"1，雙層"一體化極耳引流條"2夾著"極 板"l上無填充物段的泡沫鎳基體焊接在一起稱為"電極"3。
本發(fā)明所述的制造極板1的載體材料為泡沫鎳，極板1 一端有2mm 8mm 之間的空白區(qū)間段，不填充電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)，該空白區(qū)間段是與"一 體化極耳引流條"2的焊接區(qū)間。"一體化極耳引流條"2的材質(zhì)為鍍鎳鋼帶或 鎳帶，單層厚度在0. 05mm~0. 2mm之間。采用雙層"一體化極耳引流條"2將"極板"1上的空白泡沬鎳區(qū)間段包夾在中間，并通過焊接的方式，將其牢固 地焊接在一起構(gòu)成電極3。
本發(fā)明所述的 一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法，具體 步驟如下
(1) 極板制作
電池的正、負(fù)極均釆用泡沬鎳基體作為載體，將電池所用活性物質(zhì)漿料填
充在泡沫鎳基體內(nèi)，在規(guī)定溫度下干燥，分別軋制成O. 3 0.8mm厚左右，剪裁 至規(guī)定尺寸的極板l。泡沫鎳基體一端有2mm 8mm之間的空白區(qū)間段，不填充 電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)。該空白區(qū)間段是與"一體化極耳引流條"2的焊接 區(qū)間。
(2) "—體化極耳引流條"制作
將單層厚度在O. 05rnrn 0. 2mm之間，材質(zhì)為鍍鎳鋼帶或鎳帶的薄板材，沖 裁成規(guī)則形狀、規(guī)定尺寸的"一體化極耳引流條"2。
(3) 電極制作
用"一體化極耳引流條"2將極板1上無填充物段的泡沬鎳基體包夾在中 間，先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接在一起構(gòu)成電極3。
本發(fā)明所述的一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池，其正極為鎳正極，負(fù) 極為貯氫電極，在正負(fù)極之間用聚丙烯無紡布隔膜隔開，18片負(fù)極夾17片正 極，裝配成矩形電池芯，負(fù)極容量為正極容量的1. 5倍以上，注入6M KOH+lMLiOH 的電解液后密封，即制成鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池，充分化成后，用內(nèi)阻 儀測試電池內(nèi)阻，用溫度測試儀測試電池在充、放電過程中的溫度，用電池性能 測試儀測試電池在充、放電過程中的電壓。
采用相同規(guī)格的正、負(fù)極板l,相同的"一體化極耳引流條"2。進(jìn)行下列 鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池的制作。 實(shí)施例
在實(shí)施例中釆用單層"一體化極耳引流條"分別與正、負(fù)極板焊接構(gòu)成電
7極。用此類電極裝配成鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池兩只，標(biāo)記為B1、 B2。 對比例
在對比例中釆用雙層"一體化極耳引流條"2分別將正、負(fù)極板l上的空 白泡沬鎳區(qū)間段包夾在中間焊接構(gòu)成電極3。用此類電極3裝配成鎳-金屬氫化 物密封方形蓄電池兩只，標(biāo)記為D1、 D2。
將以上2個實(shí)施例和2個對比例共4只電池，進(jìn)行性能測試比較。
電極滾焊，滾焊合格率測量結(jié)果見表l。
電池的內(nèi)阻測量結(jié)果見表2。
表1.實(shí)施例和對比例對應(yīng)的電極制作滾焊合格率
密封電池號電極制作滾焊合格率％
Bl97
B297. 1
Dl99. 3
D299. 2
實(shí)施例和對比例對應(yīng)的密封電池內(nèi)阻密封電池號內(nèi)阻 (mQ )
Dl2. 7
D22. 7
Bl1. 2
B21. 2
由表l可以看出，釆用雙"一體化極耳引流條"2包夾方式比釆用單一 "一 體化極耳引流條"方式進(jìn)行滾焊的合格率高約2.2%左右。
由表2可以看出，Dl、 D2電池的內(nèi)阻比Bl、 B2電池的內(nèi)阻低1. 5 md左右。根據(jù)圖3所示，充、放電循環(huán)50分鐘后，Dl、 D2電池的溫度比B1、 B2電 池的溫度低約20度左右。電池在初始電量相同的前提下，以3C充電4分鐘， 停10秒，3C放電3分54秒，進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)過程測量電池相同部位的溫度， 溫度的比較情況。
根據(jù)圖4所示，3C放電過程，Dl、 D2電池電壓比B1、 B2電池的電壓高約 30mV左右。電池以1C充電至電量的100%,停30分鐘，3C放電至電池電壓1. 0V， 放電過程電壓的比較情況。
9
權(quán)利要求
1、一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法，其特征在于極板(1)的一端用規(guī)則形狀的雙層鍍鎳鋼帶或雙層鎳帶將極板(1)上無填充物段的泡沫鎳基體包夾在中間，先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接在一起構(gòu)成電極(3)，在此結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則形狀的鍍鎳鋼帶或鎳帶稱為“一體化極耳引流條”(2)，填充有電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)的泡沫鎳基體經(jīng)過烘干、碾壓、裁切成規(guī)則尺寸的片狀物稱為“極板”(1)，雙層“一體化極耳引流條”(2)夾著“極板”(1)上無填充物段的泡沫鎳基體焊接在一起稱為“電極”(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備 方法，其特征在于制造極板(1)的載體材料為泡沬鎳，極板(1) 一端有2mm 8mm之間的空白區(qū)間段，不填充電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)，該空白區(qū)間段是與"一 體化極耳引流條"(2)的焊接區(qū)間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備 方法，其特征在于"一體化極耳引流條"(2)的材質(zhì)為鍍鎳鋼帶或鎳帶，單層 厚度在0. 05mm~ 0. 2mm之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備 方法，其特征在于釆用雙層"一體化極耳引流條"(2)將"極板"(1)上的空 白泡沫鎳區(qū)間段包夾在中間，并通過焊接的方式，將其牢固地焊接在一起構(gòu)成 電極(3)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備 方法，其特征在于具體步驟如下(1)極板制作電池的正、負(fù)極均釆用泡沬鎳基體作為載體，將電池所用活性物質(zhì)漿料填 充在泡沬鎳基體內(nèi)，在規(guī)定溫度下干燥，分別軋制成0.3 ~ 0.8mm厚左右， 剪裁至規(guī)定尺寸的極板(1)。泡沫鎳基體一端有2mm 8mm之間的空白區(qū) 間段，不填充電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)。該空白區(qū)間段是與"一體化極耳引流條"(2)的焊接區(qū)間。(2) "—體化極耳引流條"制作將單層厚度在0.05mm-0.2隱之間，材質(zhì)為鍍鎳鋼帶或鎳帶的薄板材，沖 裁成規(guī)則形狀、規(guī)定尺寸的"一體化極耳引流條"(2)。(3) 電極制作用"一體化極耳引流條"(2)將極板(1)上無填充物段的泡沬鎳基體 包夾在中間，先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接在一起構(gòu)成 電極(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳-金屬氫化物密封方形蓄電池電極的制備方法，極板(1)的一端用規(guī)則形狀的雙層鍍鎳鋼帶或雙層鎳帶將極板(1)上無填充物段的泡沫鎳基體包夾在中間，先經(jīng)過點(diǎn)焊定位，然后經(jīng)過滾焊將其牢固地焊接在一起構(gòu)成電極(3)，在此結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則形狀的鍍鎳鋼帶或鎳帶稱為“一體化極耳引流條”(2)，填充有電池所用電化學(xué)活性物質(zhì)的泡沫鎳基體經(jīng)過烘干、碾壓、裁切成規(guī)則尺寸的片狀物稱為“極板”(1)，雙層“一體化極耳引流條”(2)夾著“極板”(1)上無填充物段的泡沫鎳基體焊接在一起稱為“電極”(3)。
文檔編號H01M4/26GK101651210SQ20091016856
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者匡德志, 鴻 姜, 帥榮俊, 葛建生, 趙家宏, 黃繼承 申請人:江蘇春蘭清潔能源研究院有限公司