專利名稱：一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化學(xué)電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種鎳鎘電池鎘負(fù)極。該鎳鎘電池負(fù)極極片可用于制造各種型號的鎳鎘電池，特別適用于制造鎳鎘動(dòng)力電池。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有電池工業(yè)所制造鎳鎘電池所用的負(fù)極極片主要由負(fù)極活性物質(zhì)涂層、鍍鎳不銹鋼網(wǎng)負(fù)極集流體、鎳帶負(fù)極極耳等三個(gè)部分構(gòu)成。負(fù)極活性物質(zhì)一般為氧化鎘、氫氧氧化鎘及鎳粉及粘結(jié)劑組成。這種構(gòu)造的負(fù)極極片所制造的鎳鎘電池存在顯著的不足:O由于使用的是普通氧化鎘負(fù)極活性物質(zhì)或者氧化鎘及氫氧化鎘混合物負(fù)極活性物質(zhì)，制造的負(fù)極電極極片非常單薄，易于折斷，并與相對較厚的正極極片結(jié)構(gòu)不匹配，影響電池的容量、影響電池的正常工作，降低電池的使用壽命，甚至可能由于短路而發(fā)生爆炸等安全事故；2)現(xiàn)有技術(shù)制造的鎳鎘電池負(fù)極極片，比容量較大而且大大超過正極極片比容量，因此，在外形尺寸特別是厚度不匹配的情況下，負(fù)極活性物質(zhì)浪費(fèi)嚴(yán)重，無形提高了電池的制造成本，造成材料浪費(fèi)；3)由于負(fù)極活性物質(zhì)在充電狀態(tài)轉(zhuǎn)化為金屬鎘，在反復(fù)的充放電過程中，金屬鎘在充電時(shí)形成鎘結(jié)晶過程中很容易形成枝晶，容易刺穿電池隔膜，形成電池短路，從而使電池?zé)o法工作而報(bào)廢，4)鎘負(fù)極還有較為嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，自放電也十分嚴(yán)重，嚴(yán)重影響鎳鎘電池的容量和循環(huán)使用壽命；5)鎳鎘電池負(fù)極在較嚴(yán)重的枝晶生成的情況下，電池也可能因?yàn)閮?nèi)部短路而存在爆炸的可能，存在一定的安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供了一種鎳鎘電池負(fù)極極片，其結(jié)構(gòu)簡單，循環(huán)容量高，使用壽命和儲存壽命長，大電流放電效果好，安全性能高?？捎糜谥圃旄鞣N型號的鎳鎘電池，尤其適合制造各種型號的鎳鎘動(dòng)力電池。本實(shí)用新型技術(shù)制造的一種鎳鎘電池負(fù)極極片所生產(chǎn)的鎳鎘電池，在各種正常使用條件下，電池不會(huì)出現(xiàn)斷路或者短路，能正常工作，不存在明顯的枝晶或者自放電現(xiàn)象、電池的循環(huán)使用壽命和儲存壽命長，通常不存在短路而發(fā)生爆炸等安全事故。本實(shí)用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體，還包括設(shè)置在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)涂層和與負(fù)極集流體連接的負(fù)極極耳，負(fù)極集流體的厚度為10 50 μ m且其上有孔徑為0.5 25 μ m的微孔。如上所述的負(fù)極極耳的厚度為15"100 μ m,個(gè)數(shù)為f 5個(gè)。如上所述的負(fù)極活性物質(zhì)涂層設(shè)置在負(fù)極集流體的單面或者雙面。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):用本實(shí)用新型技術(shù)生產(chǎn)的一種鎳鎘電池負(fù)極極片所制造的鎳鎘電池和鎳鎘動(dòng)力電池，由于使用了多孔的不銹鋼箔制成鎳箔負(fù)極集流體負(fù)極，使得負(fù)極極活性物質(zhì)涂層與負(fù)極集流體之間的有效接觸面積顯著增加，負(fù)極活性物質(zhì)與負(fù)極集流體之間的附著性能大大提高，從而提高了負(fù)極活性物質(zhì)的有效利用，減少了負(fù)極活性物質(zhì)在使用過程中的脫落，使電極的大電流充放電效果顯著提高，使得以此負(fù)極制造的電池具有較好的大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命。此外，由于負(fù)極活性物質(zhì)涂層為質(zhì)量比為7.5:0.5:2 7.5:1:6混合的納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨活性物質(zhì)混合物，碳納米管和納米石墨都具有良好的嵌入鎘離子或氫氧根離子的性能，在充放電過程中碳納米管及納米石墨形成良好的鎘離子及氫氧根離子通道，也使得電極在充電過程中金屬鎘的結(jié)晶場合，在增強(qiáng)鎘負(fù)極導(dǎo)電性能的同時(shí)，金屬鎘難以形成枝晶，使得鎘負(fù)極的自放電和記憶效應(yīng)現(xiàn)象得到顯著抑制，在不影響鎘負(fù)極電極的導(dǎo)電性能的同時(shí)，使得鎘負(fù)極電極的容量、循環(huán)使用壽命和貯存壽命顯著延長，在0.5C及0.5C以上倍率條件下充放電循環(huán)使用壽命(放電容量不小于設(shè)計(jì)容量75%的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次，最超過1000次(如圖5飛所示)。

圖1為本實(shí)用新型單極耳雙面涂層負(fù)極極片剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型單極耳雙面涂層負(fù)極極片立體示意圖；圖3為本實(shí)用新型三極耳單面涂層負(fù)極極片立體示意圖；圖4為本實(shí)用新型五極耳雙面涂層負(fù)極極片立體示意圖；圖5為本實(shí)用新型充放電曲線圖；圖6為本實(shí)用新型充放電循環(huán)圖。其中:1 一負(fù)極活性物質(zhì)涂層；2 —負(fù)極集流體；2a —預(yù)留空白處；3 —負(fù)極極耳。
具體實(shí)施方式

`[0018]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體2，還包括設(shè)置在負(fù)極集流體2上的負(fù)極活性物質(zhì)涂層I和與負(fù)極集流體2連接的負(fù)極極耳3，負(fù)極集流體2的厚度為10 50 μ m且其上有孔徑為0.5^25 μ m的微孔。負(fù)極極耳3的厚度為15"100 μ m,個(gè)數(shù)為1 5個(gè)。負(fù)極活性物質(zhì)涂層I設(shè)置在負(fù)極集流體2的單面或者雙面。作為一種優(yōu)選方案:一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，包括負(fù)極活性物質(zhì)涂層1、負(fù)極集流體2、負(fù)極極耳3三個(gè)部分組成；負(fù)極活性物質(zhì)涂層I包括質(zhì)量比依次為7.5: (0.5^1):(2飛)混合的納米氧化鎘(CdO)、納米石墨、碳納米管的活性物質(zhì)混合物，負(fù)極集流體2由厚度為10 50 μ m且孔徑約為0.5 25Mm多微孔的不銹鋼箔制成。負(fù)極極耳3的厚度為15 100 μ m,個(gè)數(shù)為I 5個(gè)。其中，納米氧化鎘(CdO)的粒徑為0.1 5 μ m，納米石墨的粒徑為20 lOOnm，碳納米管為外徑為10 30nm、長度為10 30 μ m的多壁碳納米管(純度大于90%的工業(yè)級碳納米管);負(fù)極混合粘結(jié)劑占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的2 6%，負(fù)極混合粘結(jié)劑為等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)，負(fù)極混合粘結(jié)劑還可以是聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯固體含量為60%的聚四氟乙烯乳液或聚偏氟乙烯乳液，[0025]負(fù)極增稠劑占上述活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的I 2%的，負(fù)極增稠劑為羧甲基纖維素鈉(CMC)，蒸餾水占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量25 45%，本實(shí)用新型特別適用于制造鎳鎘動(dòng)力電池，也適用于各種類型、各種型號的圓柱形鎳鎘電池。實(shí)施例1如圖廣4所示，一種鎳鎘電池負(fù)極極片，負(fù)極活性物質(zhì)涂層I為質(zhì)量比依次為7.5:0.5:2混合的納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的活性物質(zhì)混合物以及占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的活性物質(zhì)混合物質(zhì)量2%的等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的負(fù)極混合粘結(jié)劑，占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨混合物質(zhì)量1%的羧甲基纖維素鈉(CMC)負(fù)極增稠劑，以及占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的混合物質(zhì)量25%的蒸餾水制作成漿料，經(jīng)上漿涂覆于厚度為10 50 μ m的多微孔(孔徑約為0.5 25Mm)的不銹鋼箔負(fù)極集流體上2，經(jīng)烘干、壓制，在負(fù)極集流體2上形成負(fù)極活性物質(zhì)涂層1，經(jīng)過分切等工序，再在負(fù)極集流體的預(yù)留空白處2a用超聲波或激光焊接I 5個(gè)負(fù)極極耳3。如圖5飛所示，用本實(shí)用新型一種鎳鎘電池負(fù)極極片所組裝成鎳鎘動(dòng)力電池，在
0.5C及0.5C以上倍率充放電條件下，電池的循環(huán)壽命(放電容量小于設(shè)計(jì)容量75%時(shí)的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次，最高超過1000次。實(shí)施例2如圖廣4所示，一種鎳鎘電池負(fù)極極片，負(fù)極活性物質(zhì)涂層I為質(zhì)量比依次為
7.5:0.8:4混合的納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的活性物質(zhì)混合物以及占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的活性物質(zhì)混合物質(zhì)量4%的等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的負(fù)極混合粘結(jié)劑，占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨混合物質(zhì)量1.5%的羧甲基纖維素鈉(CMC)負(fù)極增稠劑，以及占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的混合物質(zhì)量35%的蒸餾水制作成漿料，經(jīng)上漿涂覆于厚度為10 50 μ m的多微孔(孔徑約為0.5 25Mm)的不銹鋼箔負(fù)極集流體上2，經(jīng)烘干、壓制，在負(fù)極集流體2上形成負(fù)極活性物質(zhì)涂層1，經(jīng)過分切等工序，再在負(fù)極集流體的預(yù)留空白處2a用超聲波或激光焊接I 5個(gè)負(fù)極極耳3。如圖5飛所示，用本實(shí)用新型一種鎳鎘電池負(fù)極極片所組裝成鎳鎘動(dòng)力電池，在
0.5C及0.5C以上倍率充放電條件下，電池的循環(huán)壽命(放電容量小于設(shè)計(jì)容量75%時(shí)的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次，最高超過1000次。實(shí)施例3如圖廣4所示，一種鎳鎘電池負(fù)極極片，負(fù)極活性物質(zhì)涂層I為質(zhì)量比依次為
7.5:1:6混合的納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的活性物質(zhì)混合物以及占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的活性物質(zhì)混合物質(zhì)量6%的等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的負(fù)極混合粘結(jié)劑，占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨混合物質(zhì)量2%的羧甲基纖維素鈉(CMC)負(fù)極增稠劑，以及占納米氧化鎘、碳納米管、納米石墨的混合物質(zhì)量45%的蒸餾水制作成漿料，經(jīng)上漿涂覆于厚 度為10 50 μ m的多微孔(孔徑約為0.5 25Mm)的不銹鋼箔負(fù)極集流體上2，經(jīng)烘干、壓制，在負(fù)極集流體2上形成負(fù)極活性物質(zhì)涂層1，經(jīng)過分切等工序，再在負(fù)極集流體的預(yù)留空白處2a用超聲波或激光焊接I 5個(gè)負(fù)極極耳3。如圖5飛所示，用本實(shí)用新型一種鎳鎘電池負(fù)極極片所組裝成鎳鎘動(dòng)力電池，在
0.5C及0.5C以上倍率充放電條件下，電池的循環(huán)壽命(放電容量小于設(shè)計(jì)容量75%時(shí)的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次，最高超過1000次。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏 離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體(2)，其特征在于:還包括設(shè)置在負(fù)極集流體(2)上的負(fù)極活性物質(zhì)涂層(I)和與負(fù)極集流體(2)連接的負(fù)極極耳(3)，負(fù)極集流體(2)的厚度為10 50 μ m且其上有孔徑為0.5 25 μ m的微孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，其特征在于:所述的負(fù)極極耳(3)的厚度為15 100 μ m,個(gè)數(shù)為Γ5個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，其特征在于:所述的負(fù)極活性物質(zhì)涂層(I) 設(shè)置在負(fù)極集流體(2)的單面或者雙面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體，還包括設(shè)置在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)涂層和與負(fù)極集流體連接的負(fù)極極耳，負(fù)極集流體的厚度為10～50μm且其上有孔徑為0.5~25μm的微孔。負(fù)極極耳的厚度為15~100μm，個(gè)數(shù)為1~5個(gè)。負(fù)極活性物質(zhì)涂層設(shè)置在負(fù)極集流體的單面或者雙面。用本實(shí)用新型技術(shù)生產(chǎn)的鎳鎘電池和鎳鎘動(dòng)力電池，負(fù)極活性物質(zhì)與負(fù)極集流體之間的附著性能大大提高，從而提高了負(fù)極活性物質(zhì)的有效利用，減少了負(fù)極活性物質(zhì)在使用過程中的脫落，使電極的大電流充放電效果顯著提高，使得以此負(fù)極制造的電池具有較好的大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命。
文檔編號H01M4/80GK203103407SQ20132007088
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者詹炳然, 羅社科, 詹金俊, 楊為, 王建紅 申請人:廣州市云通磁電有限公司