專利名稱：一種高功率鎳氫電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于能源材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高功率鎳氫電池。
背景技術(shù)：
長期以來，電動(dòng)工具市場被鎳鎘電池所壟斷，而鎘具劇毒性，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且2006年歐洲開始禁鎘，因此，開發(fā)一種高功率鎳氫電池用于電動(dòng)工具，取代鎳鎘電池，具有廣闊的市場前景。鎳氫電池的大電流充放電性能受正極、負(fù)極、隔膜和電解液等的影響，對(duì)鎳氫電池阻抗的分析研究表明:MH/Ni電池阻抗40%來源于負(fù)極，30%來源于正極，20%來源于電解液，另外10%來源于隔膜。所以提高電池的功率特性從根本上說是要降低電池阻抗，因此用來降低每一部分阻抗的技術(shù)都能夠提高電池的功率特性。貯氫合金電極(負(fù)極)的高功率性能除與所用的貯氫合金材料有關(guān)外，還與其制作工藝直接相關(guān)。目前一般的制作工藝為涂膏式，即將貯氫合金粉、添加劑、粘結(jié)劑和水混合成漿料涂敷到導(dǎo)電集流體上如泡沫鎳和穿孔鍍鎳鋼帶，烘干后裁成電極，也稱為涂膏式電極。但涂膏式電極的缺點(diǎn)是:粘結(jié)劑阻礙了三相界面，即氣相(氧氣)、液相(電解液)，固相(貯氫合金)的形成和氧氣在合金表面的還原，導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高，不能夠大電流充電；增大了合金顆粒間的接觸電阻，從而使電極內(nèi)阻提高。這樣的制作工藝大大地降低了電極的高倍率性能。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的技 術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種高功率鎳氫電池，該電池避免涂膏式電極粘結(jié)劑阻礙了三相界面，導(dǎo)致內(nèi)壓升高、接觸電阻增大，降低大電流充電能力和高倍率放電性能。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案:一種高功率鎳氫電池，該電池包括負(fù)極板、隔膜紙和正極板,所述的負(fù)極板由基材上壓制負(fù)極合金粉制得，在基材上設(shè)有網(wǎng)孔，網(wǎng)孔的PPI為150-1500，所述的負(fù)極合金粉壓制在網(wǎng)孔上。作為優(yōu)選，所述的網(wǎng)孔的PPI為200 900。作為優(yōu)選，所述的負(fù)極合金粉的粒度尺寸為DlO彡3微米，D50 ( 80微米，D90 ( 130 微米。作為優(yōu)選，所述的網(wǎng)孔的形狀為方形、菱形或圓形。作為優(yōu)選，所述的基材選用純銅、純鎳、銅合金或鎳合金的金屬帶；或者，基材選用鍍銅、鍍鎳、鍍銀或鍍金的金屬帶。作為優(yōu)選，所述的基材面密度為100-1000g/m2。本實(shí)用新型由于采用了上述的技術(shù)方案，，該電池避免涂膏式電極粘結(jié)劑阻礙了三相界面，導(dǎo)致內(nèi)壓升高、接觸電阻增大，降低大電流充電能力和高倍率放電性能。并且操作簡單原材料來源豐富、成本低、設(shè)備簡易、出產(chǎn)合格率高，適合批量規(guī)?；a(chǎn)。

圖1是電池結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是PPI (20 X 20mm面積上的網(wǎng)孔數(shù))為150-1500，面密度為100_1000g/m2的純銅、純鎳、銅合金、鎳合金的金屬帶、或鍍銅、鍍鎳、鍍銀、鍍金的金屬帶。圖3是實(shí)施例1，AAHOOmAh在I倍率(1.4A)放電條件放電曲線圖。圖4是實(shí)施例1，AAHOOmAh在10倍率(14A)放電條件放電曲線圖。圖5是實(shí)施例2，AAHOOmAh在I倍率(1.4A)放電條件放電曲線圖。圖6是實(shí)施例2，AAHOOmAh在10倍率(14A)放電條件放電曲線圖。圖7是實(shí)施例3，AA1400mAh在I倍率(1.4A)和10倍率(14A)放電條件放電曲線圖。圖8是實(shí)施例4，AAHOOmAh在I倍率(1.4A)和10倍率(14A)放電條件放電曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做一個(gè)詳細(xì)的說明。如圖1所示的圓柱 形二次電池，該二次電池典型的主要生產(chǎn)過程為:I)根據(jù)電池型號(hào)，涉及電池的正極板2、負(fù)極板I及隔膜紙3的尺寸，以及正極板2的極耳5數(shù)量、位置；2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，用機(jī)器或者手工對(duì)正負(fù)極板I基材按設(shè)計(jì)的上粉量上粉，其中正極可采用干法或者濕法或干濕法上粉，負(fù)極合金粉的粒度尺寸為DlO ^ 3微米，D50 ( 80微米，D90 ( 130微米，負(fù)極基材面密度為100-1000g/m2的純銅、純鎳、銅合金、鎳合金的金屬帶、或鍍銅、鍍鎳、鍍銀、鍍金的金屬帶，如圖2所示，基材上設(shè)有網(wǎng)孔6，網(wǎng)孔6的PPI (20 X 20mm面積上的網(wǎng)孔數(shù))為150-1500 ；3)按設(shè)計(jì)尺寸分切正、負(fù)極板1、稱重、點(diǎn)焊極耳5、粘膠帶絕緣防止短路；4)按要求卷繞，在將卷繞好的極組塞入電池殼4 ；5)按要求進(jìn)行滾槽；6)按要求進(jìn)行注液；7)將正極極耳5點(diǎn)焊到蓋帽上；8)按要求對(duì)電池進(jìn)行封口；9 )對(duì)電池進(jìn)行活化、分選、充電。實(shí)施例1采用電池標(biāo)稱容量為HOOmAh的AA型鎳氫電池，負(fù)極基材為400PPI, 400g/m2的銅網(wǎng)，合金粉的粒度尺寸分別采用為DlO > 4微米，D50=40微米，D90=80微米和DlO ^ 16微米，D50=60微米，D90=l 10微米，兩種電池其余制作方法完全相同。兩種電池在I倍率(1.4A)放電電流條件下的放電曲線比較結(jié)果見圖3，兩種電池在10倍率(14A)放電電流條件下的放電曲線比較結(jié)果見圖4。由圖可見，兩種電池I倍率放電特性相差不大，但是DlO > 4微米，D50=40微米，D90=80微米的電池的高倍率放電特性大大高于DlO ^ 16微米，D50=55微米，D90=110微米電池。實(shí)施例2采用電池標(biāo)稱容量為HOOmAh的AA型鎳氫電池，合金粉的粒度尺寸為DlO彡4微米，D50=40微米，D90=80微米，負(fù)極基材分別采400PPI和200PPI的銅網(wǎng)，兩種電池其余制作方法完全相同。兩種電池在I倍率(1.4A)放電電流條件下的放電曲線比較結(jié)果見圖5，兩種電池在10倍率(14A)放電電流條件下的放電曲線比較結(jié)果見圖6。由圖可見，400PPI的電池的I倍率和高倍率放電特性均遠(yuǎn)高于200PPI電池。實(shí)施例3采用電池標(biāo)稱容量為HOOmAh的AA型鎳氫電池，合金粉的粒度尺寸為DlO彡19微米，D50=58微米，D90=120微米，負(fù)極基材分別采200PPI的銅網(wǎng)。電池在I倍率(1.4A)、10倍率(14A)放電電流條件下的放 電曲線見圖7。實(shí)施例4采用電池標(biāo)稱容量為HOOmAh的AA型鎳氫電池，合金粉的粒度尺寸為DlO彡9微米，D50=35微米，D90=65微米，負(fù)極基材分別采900PPI的銅網(wǎng)。電池在I倍率(1.4A)、10倍率(14A)放電電流條件下的放電曲線見圖8。
權(quán)利要求1.一種高功率鎳氫電池，該電池包括負(fù)極板、隔膜紙和正極板，所述的負(fù)極板由基材上壓制負(fù)極合金粉制得，其特征在于:在基材上設(shè)有網(wǎng)孔，網(wǎng)孔的PPI為150-1500，所述的負(fù)極合金粉壓制在網(wǎng)孔上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率鎳氫電池，其特征在于:網(wǎng)孔的PPI為20(Γ900。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高功率鎳氫電池，其特征在于:負(fù)極合金粉的粒度尺寸為DlO≥3微米，D50 ≤ 80微米，D90 ≤ 130微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高功率鎳氫電池，其特征在于:網(wǎng)孔的形狀為方形、菱形或圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率鎳氫電池，其特征在于:基材選用純銅、純鎳、銅合金或鎳合金的金屬帶；或者，基材選用鍍銅、鍍鎳、鍍銀或鍍金的金屬帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率鎳氫電池，其特征在于:基材的面密度為100-1000g/m2。
專利摘要本實(shí)用新型屬于能源材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高功率鎳氫電池。一種高功率鎳氫電池，該電池包括負(fù)極板、隔膜紙和正極板，所述的負(fù)極板由基材上壓制負(fù)極合金粉制得，在基材上設(shè)有網(wǎng)孔，網(wǎng)孔的PPI為150-1500，所述的負(fù)極合金粉壓制在網(wǎng)孔上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于增加大電流充電能力和高倍率放電性能。并且操作簡單原材料來源豐富、成本低、設(shè)備簡易、出產(chǎn)合格率高，適合批量規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/30GK203134918SQ20122054555
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者王白浪, 潘洪革, 高明霞 申請(qǐng)人:浙江凱恩電池有限公司, 浙江大學(xué)