專利名稱：一種化學電池負極片的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種化學電池負極片的制備方法。
背景技術：
傳統化學電池負極片制備方法如下將負極漿料或粉料涂覆或填充到負極基體 上，碾壓，裁切后進入裝配工序。裝配中，采用卷繞方式時，負極最里面一圈的靠卷芯一面和 最外面一圈的靠圓筒一面都無正極面與之對應；采用疊片方式時，最外面的兩片的靠殼體 一面無正極面與之對應。由于電池正負極的反應是液固界面反應，離子是在正負極之間以 最小的距離參與或最小的阻力進行傳遞，如果負極或正極的某一面不是正面對應相應的正 極或負極參與反應，其活性物質利用率比較低。中國專利CN1297031C公告的《圓筒行堿性 蓄電池》、CN1301564C公告的《圓筒形堿性蓄電池》、CN2570999Y公告的《堿性二次電池》分 別對提高電池負極非正面面對正極部分的利用率較低進行了改進，但關于如何實現沒有提 出方法及可行性存在問題；CN101552335A公告的《一種負極片的制作方法》采用單面上漿 方式制作時，存在以下問題1.負極片采用橫向單面上漿，即在極片寬度方向上單面上漿，極片寬度方向在極 片卷繞時成為卷繞的長度方向，即制片后根據要求將極帶裁切成要求長度的極片，然后制 片后必須先裁切才能進行焊接極耳等，無法實現自動焊極耳和自動貼膠等操作，成為無法 實現自動化的控制因素。2.極片單面上漿和雙面上漿之間沒有過渡，極片厚度上存在一定的梯度，卷繞過 程中容易產生裂紋，甚至斷裂。3.橫向單面上漿，因為同一平面內極片厚度不同，所以必須采用特制的滾壓機對 輥，即兩個對滾輪中必須有一個滾輪有兩段不同的直徑，這對設備提出了更高的要求，且極 帶經過滾輪時的定位要求非常嚴格，否則會導致極帶厚度跟滾輪直徑不匹配，壓壞極帶。4.此種方法只能在尾端無正極片對應的一面上單面上漿，實際上頭端與卷針對應 的也有一段負極片無正極片與之對應。因此，行業內一直在尋求好的解決方法，克服上述不足。
發明內容
本發明是為了解決現有技術中存在的自動化程度不高，極片厚度上存在一定的梯 度，卷繞過程中容易產生裂紋，甚至斷裂，對設備提出了更高的要求等問題，提供了一種新 的化學電池負極片的制備方法，克服了現有技術中存在的缺陷，這種方法對設備要求低、自 動化程度高且極片柔韌性好。本發明是采用如下技術方案實現的一種化學電池負極片的制備方法，包括上漿、烘干、輥壓，其中所述上漿是連續的， 雙面上漿和單面上漿交叉進行，在無正極面與之對應的一面采用單面上漿；所述雙面上漿 和單面上漿交叉進行是指負極片的一段上采用雙面上漿，在接下來的一段采用單面上漿，接下來又是雙面上漿，如此循環進行。上述的化學電池負極片的制備方法，其中所述連續上漿采用刮漿模具實現。上述的化學電池負極片的制備方法，其中所述刮漿模具包括兩個刮刀，一端刮刀 固定，另一端刮刀為由數控設備調節控制的活動刮刀。通過活動刮刀實現所述雙面上漿和 單面上漿之間的曲面過渡。上述的化學電池負極片的制造方法，其中所述刮漿模具設置在裝有漿料的料斗上 方，所述料斗中設有固定基帶走向的導向軸，在漿料液面下5-20mm處，將基帶穿過導向軸 進入料斗刮漿成型。上述的化學電池負極片的制造方法，其特征在于所述刮漿模具根據工藝要求隨 時調整兩刀口之間的距離和單面上漿的長度，所述兩刀口之間的距離用于控制上漿料，所 述單面上漿、雙面上漿的長度根據設計工藝確定。上述的化學電池負極片的制造方法，其中所述負極片的密度為6. 20-6. 60g/cm3。上述的化學電池負極片的制造方法，其中所述的輥壓是在滾輪左右平行且中心軸 線位于同一水平面上的輥壓機中進行。在技術方案中，因為所述活性物質和添加劑都是現有的制造電池極片的材料，所 述得漿料也是現有技術中極片的材料，因此在說明書中不再展開進行詳細說明。由數控設備調節控制的活動刮刀，數控設備為現有技術中任何可以控制刀具伸縮 的設備，根據工藝的要求，設定刀口之間的距離，并設定好伸縮的時間，實現雙面上漿和單 面上漿交叉進行。本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果在無正極片與之對應的負極 片的頭端和尾端都實現單面上漿；連續上漿，在無正極面與之對應的負極面上沒有漿料，可 以提高負極活性物質的利用率，降低成本；降低電池卷繞的松緊度，提高合格率；上漿過程 能夠連續進行，且在滾壓后可直接進入自動焊極耳、自動貼膠等工序，能夠實現整個制片過 程的自動化，得到成型負極片；雙面上漿和單面上漿之間采用圓弧過渡，在極片厚度的卷繞 過程中可以避免過渡處的斷裂；上漿后采用常規對輥機對輥，無需特殊處理，易于實現。具 有廣闊的工業應用前景。
以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其 中圖1是本發明所述的一種化學電池負極片的制備方法中所述負極片示意圖；圖2是本發明所述的一種化學電池負極片的制備方法中所述刮漿模具結構示意 圖；圖3是本發明所述的一種化學電池極負片的制備方法的實施例1的極組示意圖； 其中8為負極刮粉面，9為負極前段，10為正極尾端，11為卷繞針，12為隔膜，12為正極前段。
具體實施例方式為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照
本發明的具體實施方式
。實施例1如圖1所示的AA2500HC電池，結構分為負極刮粉面1、負極前段2、正極尾端3、卷
繞針4、隔膜5、正極前段6。正極、隔膜、負極相互層疊卷繞，負極最里面一圈靠卷芯，最后一 圈靠鋼殼。正極片的制作方法將商品化的球形氫氧化鎳與鈷粉按95 5的比例配比，混合 均勻，然后填充到發泡鎳中，經滾壓、裁切成95mmX43mmX0. 68mm，正極中含活性物質總量 為 10. Ogo負極片的制備，包括混漿、連續上漿、烘干、滾壓、自動焊極耳、自動貼膠、裁切。制備漿料是將商品化的AB5貯氫合金，與CMC水溶液混合，制成負極漿料。然后采用連續上漿將漿料涂布到基體鋼帶5表面，制成尺寸為133X44X0. 34mm 負極片，如圖2所示的兩面上漿負極片區1的長度為85mm，與鋼殼接觸的不上漿部分即尾端 單面上漿負極片區2的長度為42mm，與卷針接觸的不上漿部分即頭端單面上漿負極片區3 的長度為6mm。活性物質總量為10. 5g。連續上漿采用如圖3所示的刮漿模具4、6，刮漿模具4、6設置在裝有漿料的料斗中 間上方，料斗中設有固定鋼帶走向的導向軸7，在漿料液面下20mm處，將鋼帶11穿過導向軸 7進入料斗刮漿成型，導向軸7起到定位的作用，減少發生不規則變形，刮漿模具的一端刮 刀4固定，另一端刮刀6為活動刮刀，由數控設備(由PLC程序控制，可以購買)調節控制， 活動刮刀用于實現單面上漿，可以根據工藝要求隨時調整兩刀口之間的距離和單面上漿的 長度，兩刀口之間的距離用于控制上漿料，由符合工藝設計的上漿量決定，本實施例的工藝 要求是雙面上漿長度85mm，單面上漿長度42+6 = 48mm ；雙面上漿刮刀距離為1. 0mm，單面 上漿刮刀距離為0. 5mm)，因此按照工藝要求設定。上漿后的極片在100°C干燥lOmin。然后經過對輥機滾壓，然后自動焊極耳、自動 貼膠，然后裁切成前段單面上漿長度為6mm、中間雙面上漿長度為85mm、末端單面上漿長度 為42mm的極片。電池的制作方法，將隔膜置于上述正負極片中間按次序疊好，其中負極片單面上 漿的一面朝徑向外側，使其卷繞后不上漿一面對著卷芯和鋼殼，然后卷繞成螺旋狀，做成電 池極組，再將極組裝入AA圓形電池的鋼殼中，注入LiOH、NaOH、KOH三元電解液，最后封口制 成AA2500的鎳氫電池。為了對比，對照電池的正極片和隔膜均勻實施方法相同，負極片的配方和材料也 相同，不同的是對照電池采用傳統的上漿方式，即整個極片都是雙面上漿，經過烘干、滾壓、 裁切成133X44X0. 34mm的負極片，活性物質總量為11. 55g。電池制作方式也相同。
具體實施方式
制作的電池與對照電池的物理比較情況如下表
負極片尺寸刮粉后體積減少刮粉后電池卷裝松緊度下降刮粉后節約合金粉133X44X0. 34mm10. 6%3. 2%10% 基體實施方案制作的電池與對照電池性能比較如下
(1)0. 2C 容量測定按照IEC61951 2003的規定，在環境溫度20士5°C的情況下，電池以0. IC電流充 電16小時，擱置1-4小時，然后用0. 2C電流放電至1. 0V，測試電池的容量。(2)循環壽命測試在環境溫度20士5°C的情況下，電池以IC電流充電，以-Δ V彡5mV為結束條件，然 后擱置1小時，再用IC電流放電至1. 0V,為一個循環，當某個循環的放電容量低于初始容量 的60%時結束循環，測定所發生的循環次數。測試設備為擎天BS-9360。測試結果如下表
權利要求
一種化學電池負極片的制備方法，包括上漿、烘干、輥壓，其特征在于所述上漿是連續的，雙面上漿和單面上漿交叉進行，在無正極面與之對應的一面采用單面上漿；所述雙面上漿和單面上漿交叉進行是指負極片的一段上采用雙面上漿，在接下來的一段采用單面上漿，接下來又是雙面上漿，如此循環進行。
2.如權利要求1所述的化學電池負極片的制備方法，其特征在于所述連續上漿采用 刮漿模具實現。
3.如權利要求2所述的化學電池負極片的制備方法，其特征在于所述刮漿模具包括 兩個刮刀，一端刮刀固定，另一端刮刀為由數控設備調節控制的活動刮刀。通過活動刮刀實 現所述雙面上漿和單面上漿之間的曲面過渡。
4.如權利要求2所述的化學電池負極片的制造方法，其特征在于所述刮漿模具設 置在裝有漿料的料斗上方，所述料斗中設有固定基帶走向的導向軸，在漿料液面下5-20mm 處，將基帶穿過導向軸進入料斗刮漿成型。
5.如權利要求3所述的化學電池負極片的制造方法，其特征在于所述刮漿模具根據 工藝要求隨時調整兩刀口之間的距離和單面上漿的長度，所述兩刀口之間的距離用于控制 上漿料，所述單面上漿、雙面上漿的長度根據設計工藝確定。
6.如權利要求1-5中任一權利要求所述的化學電池負極片的制造方法，其特征在于 所述負極片的密度為6. 20-6. 60g/cm3。
7.如權利要求1所述的化學電池負極片的制造方法，其特征在于所述的輥壓是在滾 輪左右平行且中心軸線位于同一水平面上的輥壓機中進行。
全文摘要
一種化學電池負極片的制備方法，包括上漿、烘干、輥壓，其中所述上漿是連續的，雙面上漿和單面上漿交叉進行，在無正極面與之對應的一面采用單面上漿；所述雙面上漿和單面上漿交叉進行是指負極片的一段上采用雙面上漿，在接下來的一段采用單面上漿，接下來又是雙面上漿，如此循環進行。
文檔編號H01M4/26GK101944607SQ20101010780
公開日2011年1月12日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者何策衡, 鐘發平, 陳風 申請人:湖南科力遠新能源股份有限公司