一種鎳氫電池負極片的制作方法與流程

本發明涉及一種電池極片的制作方法，特別涉及一種鎳氫電池負極片的制作方法。

背景技術：

鎳氫電池是一種傳統產品，而其負極極片的傳統制作方法一般有兩種，一種是采用干法嵌滲技術進行上粉輾壓，這種方式的缺陷是負極采用銅網作為導電骨架，而銅在鎳氫電池的正極中具有毒害，使得制成的電池存在荷電保持差、貯存性能差的問題。另一種是采用濕法拉片，采用鎳帶或鍍鎳帶作為導電骨架，將粘結劑與合金粉附在基帶上再進行輾壓成型，這種方法拉出的負極片在制作高容量電池時由于極片中有粘結劑，所以造成在制作高容量或高功率電池時，容易造成電池循環壽命短和大電流放電平臺低等缺陷。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種工藝簡單、可提高電池循環壽命和大電流放電平臺的鎳氫電池負極片的制作方法。

本發明通過以下方案實現：

一種鎳氫電池負極片的制作方法，在多孔鍍鎳鋼帶的表面覆上含金屬鎳的粉體混合物或含儲氫合金的粉體混合物——干法填充活性物質——表面處理——烘干——碾壓切片制得，所述表面覆含金屬鎳的粉體混合物或含儲氫合金的粉體混合物步驟為將多孔鍍鎳鋼帶經混合漿料拉漿后烘干，所述混合漿料為將金屬鎳粉或儲氫合金粉、52％SBR、CMC和水按質量比1：(2～10)：(0.5～1)：(1.5～10)配制得到。

進一步地，所述所覆含金屬鎳的粉體混合物或含儲氫合金的粉體混合物層的厚度為0.1～0.4mm，一般公差控制為±0.02mm，為達到這個厚度要求，一般通過刮漿模具的間隙控制來完成，刮漿模具的間隙控制為0.3～0.5mm。

所述表面處理步驟為將填充活性物質并碾壓的帶材浸于質量濃度為3.0％～7.0％的SBR乳液中，一般浸泡時間控制在1～30秒，即可保證浸泡后的表面處理效果，又不影響生產效率。

本發明的一種鎳氫電池負極片的制作方法，工藝簡單，先在多孔鍍鎳鋼帶表面覆上含金屬鎳的粉體混合物或含儲氫合金的粉體混合物，使得多孔鍍鎳鋼帶表面粗糙度加大，之后再使用干法制作工藝進行后續極片制作，本發明方法改變了“鋼孔鍍鎳鋼帶須使用濕法拉漿工藝、銅網須采用干法上料制作工藝”的傳統思維，且避免了銅網中的銅對電池性能的影響，而且本發明后續制片為干法工藝，不需在活性物質中添加粘結劑，可提高負極片的放電比容量，使用這種負極片制作的電池，可以提高電池容量，有利于高容量電池的制作，同時多孔鍍鎳鋼帶表面覆上含金屬鎳的粉體混合物或含儲氫合金的粉體混合物，可一定程度上提高多孔鍍鎳基帶的導電性，有利于提高電池放電平臺。本發明方法制作的負極片，由于基帶不含銅，使用其制作的電池，既有濕法負極的優點如荷電保持好、長期貯存性能好等，又有干法負極的優點如大電流放電平臺高，壽命長等。

附圖說明

圖1為使用實施例1中方法制得的負極片制作的AA2600電池與使用常規工藝制得的負極片制作的電池AA2600的1C充放循環壽命曲線對比圖；

圖2為使用實施例3中方法制得的負極片制作的SC4000電池與使用常規工藝制得的負極片制作的SC4000電池的1C、5C、10C放電中值電壓平均值對比圖；

圖3為使用實施例3中方法制得的負極片制作的SC4000電池與使用常規工藝制得的負極片制作的SC4000電池的1C充5C放循環壽命曲線對比圖；

圖4為使用實施例4中方法制得的負極片制作的AA1600電池與使用常規工藝制得的負極片制作的AA1600電池的1C充5C放循環壽命曲線對比圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于實施例之表述。

實施例1

一種鎳氫AA2600電池負極片的制作方法，將多孔鍍鎳鋼帶經過由金屬鎳粉、52％SBR、CMC和水按質量比1：5：0.5：8配制得到的混合漿料中進行拉漿，刮漿模具的間隙控制為0.3mm，使得多孔鍍鎳鋼帶表面覆上含金屬鎳的粉體混合物，以保證含金屬鎳的粉體混合物的厚度控制為0.1±0.02mm，之后將表面覆上含金屬鎳的粉體混合物的多孔鍍鎳鋼帶即表面粗糙化的多孔鍍鎳鋼帶烘干，之后往經表面粗糙化的多孔鍍鎳鋼帶上使用干法嵌滲的方法按工藝要求填充活性物質并碾壓到工藝要求的厚度，之后將填充了活性物質并碾壓的帶材浸于質量濃度為4.3％的SBR乳液中1～5秒進行表面處理并烘干，之后使用Ф600對輥機碾壓至工藝要求厚度并切片制得負極片。

使用本實施例制得的AA2600負極片和常規工藝制作的AA2600負極片(現有技術基本采用濕法拉漿制得，分別按鎳氫電池AA2600的工藝制成電池并活化分容后，分別取電壓、內阻均合格的電池進行1C充電1C放電循環壽命測試和7天45℃荷電保持測試。7天45℃荷電保持測試結果如表1所示，從表1數據可看出，使用本實施例制得的AA2600負極片制得的電池(即試驗電池)其7天45℃荷電保持與使用常規工藝制作的AA2600負極片制得的電池(即對比電池)的7天45℃荷電保持差不多，都在83％左右，可見本發明方法制得的負極片不影響荷電保持性能，可保持濕法拉漿具有的荷電保持好的優點。1C充放循環壽命測試以放電容量衰減為額定容量的60％為截止條件，其循環壽命曲線對比圖如圖1所示，其中“——”表示試驗電池的循環曲線，“----”表示對比電池的循環曲線，從圖1中可看出，使用本實施例制得的AA2600負極片制得的電池其1C循環壽命比使用常規工藝制作的AA2600負極片制得的電池的1C循環壽命長約27％。

表1 7天45℃荷電保持對比數據

實施例2

一種鎳氫AA2600電池負極片的制作方法，其制作方法與實施例1中的鎳氫AA2600電池負極片的制作方法相類似，其不同之處在于：

1、金屬鎳粉、52％SBR、CMC和水按質量比1：8：1：6配制得到的混合漿料；

2、刮漿模具的間隙控制為0.5mm，含金屬鎳的粉體混合物的厚度控制為0.35±0.02mm；

3、將填充了活性物質并碾壓的帶材浸于質量濃度為6.3％的SBR乳液中10～15秒。

實施例3

一種鎳氫SC4000電池負極片的制作方法，將多孔鍍鎳鋼帶經過由金屬鎳粉、52％SBR、CMC和水按質量比1：5.5：0.6：8.5配制得到的混合漿料中進行拉漿，刮漿模具的間隙控制為0.4mm，使得多孔鍍鎳鋼帶表面覆上含金屬鎳的粉體混合物，以保證含金屬鎳的粉體混合物的厚度控制為0.26±0.02mm，之后將表面覆上含金屬鎳的粉體混合物的多孔鍍鎳鋼帶即表面粗糙化的多孔鍍鎳鋼帶烘干，之后往經表面粗糙化的多孔鍍鎳鋼帶上使用干法嵌滲的方法按工藝要求填充活性物質并碾壓到工藝要求的厚度，之后將填充了活性物質并碾壓的帶材浸于質量濃度為5.0％的SBR乳液中15～20秒進行表面處理并烘干，之后使用Ф600對輥機碾壓至工藝要求厚度并切片制得負極片。

使用本實施例制得的SC4000負極片和常規工藝制作的SC4000負極片(現有技術基本采用濕法拉漿工藝制得)，分別按鎳氫電池SC4000的工藝制成電池并活化分容后，分別取電壓、內阻均合格的電池依次進行1C充電1C放電、1C充電5C放電和1C充電10C放電，比較各種放電電流下的放電平臺數據，具體數據如圖2所示，從圖2中可看出，使用本實施例制得的SC4000負極片制得的電池(后續描述為試驗電池)其1C放電中值電壓平均值比使用常規工藝制作的SC4000負極片制得的電池(后續描述為對比電池)的1C放電中值電壓平均值高0.01V左右，試驗電池的5C放電中值電壓平均值比對比電池的5C放電中值電壓平均值高0.042V左右，試驗電池的10C放電中值電壓平均值比對比電池的10C放電中值電壓平均值高0.018V左右。分別取電壓、內阻均合格的電池使用1C充電5C放電、放電容量衰減到額定容量的60％為截止條件進行循環壽命測試，5C循環壽命曲線對比圖如圖3所示，其中“——”表示試驗電池的循環曲線，“----”表示對比電池的循環曲線，從圖3可看出，使用本實施例制得的SC4000負極片制得的電池其1C充5C放循環壽命比使用常規工藝制作的SC4000負極片制得的電池的1C充5C放循環壽命長約15％。

實施例4

一種鎳氫AA1600電池負極片的制作方法，將多孔鍍鎳鋼帶經過由儲氫合金粉、52％SBR、CMC和水按質量比1：3：0.8：4.0配制得到的混合漿料中進行拉漿，刮漿模具的間隙控制為0.35mm，使得多孔鍍鎳鋼帶表面覆上含儲氫合金的粉體混合物，以保證含儲氫合金的粉體混合物的厚度控制為0.28±0.02mm，之后將表面覆上含儲氫合金的粉體混合物的多孔鍍鎳鋼帶即表面粗糙化的多孔鍍鎳鋼帶烘干，之后往經表面粗糙化的多孔鍍鎳鋼帶上使用干法嵌滲的方法按工藝要求填充活性物質并碾壓到工藝要求的厚度，之后將填充了活性物質并碾壓的帶材浸于質量濃度為3.8％的SBR乳液中15～20秒進行表面處理并烘干，之后使用Ф400對輥機碾壓至工藝要求厚度并切片制得負極片。

使用本實施例制得的AA1600負極片和常規工藝制作的AA1600負極片(現有技術基本采用濕法制得)，分別按鎳氫電池AA1600的工藝制成電池并活化分容后，分別取電壓、內阻均合格的電池進行1C充電1C放電循環壽命測試和7天45℃荷電保持測試。7天45℃荷電保持測試結果如表2所示，從表2數據可看出，使用本實施例制得的AA1600負極片制得的電池(即試驗電池)其7天45℃荷電保持與使用常規工藝制作的AA1600負極片制得的電池(即對比電池)的7天45℃荷電保持差不多，都在82％左右，可見本發明方法制得的負極片不影響荷電保持性能，可保持濕法拉漿具有的荷電保持好的優點。1C充放循環壽命測試以放電容量衰減為額定容量的60％為截止條件，其循環壽命曲線對比圖如圖4所示，其中“——”表示試驗電池的循環曲線，“----”表示對比電池的循環曲線，從圖4中可看出，使用本實施例制得的AA1600負極片制得的電池其1C循環壽命比使用常規工藝制作的AA1600負極片制得的電池的1C循環壽命長約19％。

表2 7天45℃荷電保持對比數據