電極片及其制作方法和應用的制作方法
【專利摘要】一種電極片的制作方法，包括如下步驟：按照質量比為100:10～30將球鎳與水混合，得到球鎳的水溶液；在球鎳的水溶液中加入前驅體，得到電極漿料，其中，前驅體與球鎳的質量比為0.01～1:100，前驅體為聚丙烯酸、聚丙烯樹脂或交聯型高分子聚合物，交聯型高分子聚合物由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成；將電極漿料涂覆于電極載體上，經干燥、滾壓，得到電極片。上述電極片的制作方法能夠避免傳統的直接加入增稠劑的方法而導致制備過程困難的問題，且使用上述電極片的制作方法制作的電極的電池具有較好的性能。此外，還提供一種電極片及上述電極片的應用。
【專利說明】電極片及其制作方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電極片及其制作方法和應用。
【背景技術】
[0002]在制備鎳電源正極材料球形氫氧化鎳(簡稱球鎳)過程中，由于氫氧化鎳晶體堆積不十分致密，存在孔隙，會使堿(如氫氧化鈉)殘存在球鎳內部，即使經過洗滌之后，仍會有部分堿殘留在球鎳中，在制備鎳系電源正極過程中，當球鎳與水、增稠劑混合攪拌時，殘存在球鎳中的堿會溶出，形成氫氧根離子，對增稠劑的分子鏈具有破壞作用，影響增稠劑的增稠效果，使制備過程困難。一般的解決辦法為增加增稠劑的用量，此方法雖能使正極的制備過程得以順利進行，但增稠劑的用量太大，會使電池內阻增大，影響電池性能。
【發明內容】
[0003]鑒于此，有必要提供一種能夠避免在電極片制作過程中氫氧根離子對增稠效果影響而導致制備過程困難的問題的電極片的制作方法。
[0004]此外，還提供一種由上述電極片的制作方法制作得到的電極片及其應用。
[0005]一種電極片的制作方法，包括如下步驟:
[0006]按照質量比為100:10?30將球鎳與水混合，得到球鎳的水溶液；
[0007]在所述球鎳的水溶液中加入前驅體，得到電極漿料，其中，所述前驅體與所述球鎳的質量比為0.01?1:100，所述前驅體為聚丙烯酸、聚丙烯樹脂或交聯型高分子聚合物，所述交聯型高分子聚合物由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成；及
[0008]將所述電極極漿料涂覆于電極載體上，經干燥、滾壓，得到電極片。
[0009]在其中一個實施例中，所述前驅體與所述球鎳的質量比為0.1?0.5:100。
[0010]在其中一個實施例中，所述前驅體與所述球鎳的質量比為0.3:100。
[0011]在其中一個實施例中，將所述電極漿料涂覆于所述電極載體上后的干燥的方法為:在40°C?270°C下干燥。
[0012]在其中一個實施例中，所述電極載體為發泡鎳、鋼帶或鋼網。
[0013]一種由上述電極片的制作方法制作得到的電極片。
[0014]上述電極片的制作方法制作得到的電極片在超級電容器、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池或鎳鐵電池中的應用。
[0015]上述電極片的制作方法通過在球鎳的水溶液中加入前驅體，且前驅體為聚丙烯酸、聚丙烯樹脂或交聯型高分子聚合物，其中，交聯型高分子聚合物由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成，上述前驅體能夠與球鎳中溶出的氫氧根離子發生中和反應，從而生成具有增稠效果的物質，避免了傳統的直接加入大量增稠劑的方法而導致制備過程困難的問題，且該電極片的制作方法的制作過程中加入的前驅體較少，不會大量生成增稠物質，因此，不會增加電池的內阻，使得使用上述電極片的制作方法制作的電極的電池具有較好的性能。【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為一實施方式的電極片的制作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面主要結合附圖及具體實施例對電極片及其制作方法和應用作進一步詳細的說明。
[0018]如圖1所示，一實施方式的電極片的制作方法，包括如下步驟:
[0019]步驟SllO:按照質量比為100:10?30將球鎳與水混合，得到球鎳的水溶液。
[0020]其中，球鎳為球形的氫氧化鎳。球鎳可以通過市面購買；也可以采用自行制備。
[0021]其中，球鎳的制備方法為:將鎳鹽與堿按照鎳離子與氫氧根離子比為1: 2，反應生成球鎳。其中，鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳或氯化鎳；堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0022]步驟S120:在球鎳的水溶液中加入前驅體，得到電極漿料，其中，前驅體與球鎳的質量比為0.01?1:100,前驅體為聚丙烯酸、聚丙烯樹脂或交聯型高分子聚合物。交聯型高分子聚合物由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成。
[0023]由于上述前驅體與水混合不能產生增稠效果，且均呈酸性，當上述前驅體與球鎳混合后，由于球鎳中含有氫氧根離子，當球鎳與水混合后，球鎳中的氫氧根離子會溶出到水中，而上述前驅體能夠與氫氧根離子發生中和反應，生成增稠物質，且該物質具有增稠的效果，從而起到增稠的作用。
[0024]其中，前驅體與球鎳的質量比為0.01?1:100，是因為前驅體與球鎳的質量比低于0.01:100達不到增稠的效果，若高于1.0:100會使電極漿料呈果凍狀，不利于制片。
[0025]優選的，前驅體與球鎳的質量比為0.1?0.5:100。該比例范圍既能夠達到較好的增稠效果，又不會太稠。更優選的，前驅體與球鎳的質量比為0.3:100。該比例的前驅體與球鎳能夠達到一個最好的增稠效果，且電極片的性能也最佳。
[0026]其中，步驟S120中，交聯型高分子聚合物呈酸性，能與氫氧根離子發生中和反應而生成具有增稠效果的物質。例如，交聯型高分子聚合物可以為常州嘉斯特化工有限公司的AT-70型號的交聯型高分子聚合物。
[0027]步驟S130:將電極漿料涂覆于電極載體上，經干燥、滾壓，得到電極片。
[0028]其中，電極載體為發泡鎳、鋼帶或鋼網。
[0029]其中，步驟S130中，電極漿料涂覆于電極載體上后的干燥的方法為:在40°C?270°C下干燥。
[0030]其中，由于涂覆有電極漿料的電極載體烘干后為蓬松狀態，顆粒之間的孔隙大，導電性差，通過滾壓將其壓緊，減小顆粒之間的孔隙，使電極片具有較好的導電性能。
[0031]上述電極片的制作方法通過在球鎳的水溶液中加入前驅體，且前驅體為聚丙烯酸、聚丙烯樹脂或交聯型高分子聚合物，交聯型高分子聚合物由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成，上述前驅體能夠與球鎳中溶出的氫氧根離子發生中和反應，從而生成具有增稠效果的物質，避免了傳統的直接加入大量增稠劑的方法而導致制備過程困難的問題，且該電極片的制作方法的制作過程中加入的前驅體較少，不會大量生成增稠物質，因此，不會增加電池的內阻，使得使用上述電極片的制作方法制作的電極的電池具有較好的性能。
[0032]且上述電極片的制作方法得到的電極漿料不易分層、沉降，因為前驅體中和了球鎳中溶出的氫氧根離子生成了具有增稠效果的物質，使漿料不易團聚、結塊，使得漿料更加穩定，且得到的漿料不易沉降到底部，更有利于制作成正極片柔軟，方便卷繞，利于生產穩定；且由于球鎳中的氫氧根離子被中和后生成增稠物質，而不需要大量使用增稠劑，且增稠物質在漿料中的比例少，利于電極片清粉；由于增稠物質在漿料中的比例減少，使電池后期的性能得到提高；上述電極片的制作方法由于未直接使用增稠劑，而是使用其前驅體，且上述前驅體來源廣泛，價格低廉，使得制作成本降低。
[0033]一種由上述電極片的制作方法制作得到的電極片。該電極片可以作為正極片。該電極片由于采用上述電極片的制作方法制備得到，當將其應用于電池的正極時，電池的內阻小，電性能較好。
[0034]上述電極片的制作方法制作得到的電極片能夠在超級電容器、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池或鎳鐵電池中的應用，能夠使上述超級電容器、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池或鎳鐵電池均具有較好的電性能。
[0035]以下為具體實施例部分:
[0036]實施例1
[0037](I)按照質量比為100:20將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0038]( 2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入聚丙烯酸，攪拌均勻，其中，球鎳與聚丙烯酸的質量比為100:0.01，得到電極漿料。
[0039](3)將電極漿料涂覆于發泡鎳上，經40°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0040]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0041]實施例2
[0042](I)按照質量比為100:20將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0043](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入聚丙烯酸，攪拌均勻，其中球鎳與聚丙烯酸的質量比為100:0.3，得到電極漿料。
[0044](3)將電極漿料涂覆于發泡鎳上，經100°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0045]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片進行作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0046]實施例3
[0047](I)按照質量比為100:30將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0048](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入聚丙烯酸，攪拌均勻，其中，球鎳和聚丙烯酸的質量比為100:0.5，得到電極漿料。
[0049](3)將電極漿料涂覆于鋼網上，經270°C干燥，滾壓，得到電極片。[0050]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0051]實施例4
[0052](I)按照質量比為100:10將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0053](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入聚丙烯酸，攪拌均勻，其中，球鎳和聚丙烯酸的質量比為100:1，得到電極漿料。
[0054](3)將電極漿料涂覆于鋼帶上，經80°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0055]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0056]實施例5
[0057](I)按照質量比為100:20將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0058](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成的交聯型高分子聚合物，攪拌均勻，其中，球鎳與交聯型高分子聚合物的質量比為100:0.01，得到電極漿料。
[0059](3)將電極漿料涂覆于發泡鎳上，經200°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0060]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0061]實施例6
[0062](I)按照質量比為100:20將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0063](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成的交聯型高分子聚合物，攪拌均勻，其中，球鎳與交聯型高分子聚合物的質量比為100:0.1，得到電極漿料。
[0064](3)將電極漿料涂覆于鋼帶上，經250°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0065]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片進行裁剪、點焊鎳極耳，作為正極片，將該正極片與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0066]實施例7
[0067](I)按照質量比為100:10將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。[0068](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成的交聯型高分子聚合物，攪拌均勻，其中，球鎳與交聯型高分子聚合物的質量比為100:0.5，得到電極漿料。
[0069](3)將電極漿料涂覆于鋼網上，經200°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0070]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0071]實施例8
[0072](I)按照質量比為100:20將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0073]( 2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入由聚丙烯樹脂，攪拌均勻，其中，球鎳與交聯型高分子聚合物的質量比為100:1，得到電極漿料。
[0074](3)將電極漿料涂覆于發泡鎳上，經100°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0075]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0076]對比例I
[0077](I)按照質量比為100:20將球鎳與水置于燒杯中，混合，攪拌均勻，得到球鎳的水溶液。
[0078](2)在步驟(I)中的球鎳的水溶液中加入質量固含量為1.5%的羧甲基纖維素溶液，攪拌均勻，其中，球鎳與羧甲基纖維素的質量比為100:20，得到電極漿料。
[0079](3)將電極漿料涂覆于發泡鎳上，經40°C干燥，滾壓，得到電極片。
[0080]將步驟(2 )中制得的電極漿料存放觀察，記錄電極漿料開始沉降的時間，沉降的時間見表I。將步驟(3)得到的電極片作為正極片，經裁剪、點焊鎳極耳，與負極片、隔膜一起卷繞，然后依次經注液、封口和化成，制作成AAA700電池，測試該電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命，測試數據見表I。
[0081 ] 表I表示是實施例1?8及對比例I的電極漿料的沉降時間，及電池的內阻、電流在5C時的放電平臺及電流在IC充放電的循環壽命。
[0082]表I
[0083]
【權利要求】
1.一種電極片的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 按照質量比為100:10?30將球鎳與水混合，得到球鎳的水溶液； 在所述球鎳的水溶液中加入前驅體，得到電極漿料，其中，所述前驅體與所述球鎳的質量比為0.01?1:100，所述前驅體為聚丙烯酸、聚丙烯樹脂或交聯型高分子聚合物，所述交聯型高分子聚合物由丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯共聚而成；及 將所述電極漿料涂覆于電極載體上，經干燥、滾壓，得到電極片。
2.根據權利要求1所述的電極片的制作方法，其特征在于，所述前驅體與所述球鎳的質量比為0.1?0.5:100。
3.根據權利要求1所述的電極片的制作方法，其特征在于，所述前驅體與所述球鎳的質量比為0.3:100。
4.根據權利要求1所述的電極片的制作方法，其特征在于，將所述電極漿料涂覆于所述電極載體上后的干燥的方法為:在40°C?270°C下干燥。
5.根據權利要求1或4所述的電極片的制作方法，其特征在于，所述電極載體為發泡鎳、鋼帶或鋼網。
6.一種由權利要求1?5任意一項所述的電極片的制作方法制作得到的電極片。
7.如權利要求1?5中任意一項所述的電極片的制作方法制作得到的電極片在超級電容器、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池或鎳鐵電池中的應用。
【文檔編號】H01M4/32GK103762341SQ201410013216
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】謝紅波, 曾小娜, 張興, 蔡小娟, 廖興群 申請人:深圳市豪鵬科技有限公司, 曙鵬科技（深圳）有限公司, 惠州市豪鵬科技有限公司, 博科能源系統(深圳)有限公司