專利名稱：高孔率刮漿法燒結鎳基片的制造方法
技術領域：
本發明涉及電池電極鎳基片的制造方法。
鎳基片是制造鎘鎳電池、氫鎳電池、鐵鎳電池正極板的中間產品。它的最重要參數就是孔率，鎳基片制造方法很多，有涂膏法，輥軋法和刮漿法，此外還有纖維鎳和泡沫鎳等。
纖維鎳和泡沫鎳的孔率都很高，但用它們制造正極板，產業化還有困難。輥軋法制造的鎳基片，孔率也高，但在制造過程中占有人員較多，工藝較難掌握。而刮漿法占用人員較少，并可連續刮漿、烘干、輥軋、燒結，生產效率很高。
鎳電極的性能，尤其是荷電容量，在很大程度上取決于鎳基片的孔率和孔徑。孔率高、優孔孔體比例大，浸漬增重就高，電極容量也大。
1984年公開了美國專利文獻US4439465，題為Reid MA et al. Method of making a light weight battery plaque。近幾年來，國內某廠使用刮漿法制造燒結鎳基片，減少了工作人員，提高了生產效率，但其不足之處是，其孔率在72～76%(包括骨架，下同)，所制得的5號鎘鎳電池，放電容量低，一般為500～600mAh(毫安小時，下同)。
本發明的任務旨在克服已有技術的不足，提供一種高孔率刮漿法燒結鎳基片的制造方法，用這種方法制得的鎳基片，其孔率高，比能量大，制得電池的放電容量有了很大的提高，為制造氫鎳電池提供了有利條件。
本發明的任務是通過以下措施來達到的在鎳漿中增加了聚乙烯醇縮丁醛(以下簡稱PVB)和鎳纖維，此外鎳漿中還有水、羧甲基纖維素鈉(以下簡稱CMC)、鎳粉和酒精。
PVB是一種低粘度有機粉末，用作造孔劑，效果很好，使鎳基片的孔率上了一個大臺階。
加入纖維鎳，可大大減少鎳基片龜裂，并能增加鎳極板的柔軟性，極組易于卷繞，不易折斷，不脫粉(不掉渣)。即大大提高了鎳電極的強度，組裝電池時成功率很高。
CMC為高粘度有機鈉鹽，主要用來作粘合劑，也具有造孔作用。
鎳漿中各成份的質量比是水58～63∶CMC1.4～1.7∶鎳粉29～34∶酒精2～2.5∶PVB2.5～3∶鎳纖維0.6～1.1。
通過以下步驟來制造鎳基片(1)先將鎳粉和PVB進行合粉，再和水、CMC、酒精、鎳纖維進行和漿，形成鎳漿;
(2)把沖孔鎳帶(或鍍鎳鋼帶)進行清洗、退火、然后把沖孔鎳帶在鎳漿中刮漿，并經過烘干，用立式爐刮漿和烘干，立式爐各段烘干溫度為65±5℃，125±10℃，150±10℃，200±20℃，250±50℃，速度為45～55米/小時;
(3)輥軋，使鎳基片平整(4)在臥式爐中進行燒結，臥式爐各段溫度為800±20℃，920±20℃，速度為35～45米/小時。
所制得的鎳基片孔率達77～80%，厚度0.7±0.03mm，表面平整，無裂紋。強度符合使用要求，即鎳基片在浸漬、化成過程中沒有由強度引起的脫粉、起泡，極板卷繞強度適宜。
要達到上述的技術要求，除了鎳漿配比、加料順序、烘干溫度、燒結溫度、走帶速度外，還有刮刀間隙、還原氣的控制、烘干程度、輥軋間隙等也要嚴格控制，例如烘干程度，烘干不夠，容易粘輪，烘干過度，輥軋時發脆易酥，燒結不牢固。
本發明與已有技術相比，取得了如下突出效果(1)已有技術制得的鎳基片的孔率為72～76%，本發明制得鎳基片的孔率提高到77～80%，浸漬后正極活性物質的增量可達到≥1.65g/cm3。正極板強度高，柔軟性好，比能量可達到≥160mAh/g。
(2)用已有技術所制得的5號鎘-鎳電池，容量在500～600mAh，而用本發明所制得的同樣電池，容量可達700～900mAh，用本發明制得的金屬氫化物-鎳(MH-Ni)電池，電池容量達1100～1200mAh。
(3)在鎳漿的配比中，減少了鎳粉的質量比，節約鎳粉4～8%，生產規模越大，鎳粉的節約量就越多。
(4)采用本發明，可大批量投料，連續生產，可重復性高，生產效率高。
用本發明所制得的鎳基片可用來制作MH-Ni電池、Cd-Ni電池，FeNi電池的正極板，使得電池的放電容量大大提高。
以下用表格例舉三個實施例，用不同的鎳漿配比和烘干速度，在鎳基片強度、孔率、浸漬后正極活性物質增質、能量密度和電池容量等方面所取得的效果。
權利要求
1.一種高孔率刮漿法燒結鎳基片的制造方法，有涂膏法、輥軋法、刮漿法，以鎳粉、粘合劑和造孔劑為主要原料制成鎳漿、掛漿在鎳帶上，經過刮漿、烘乾和燒結，制成具有很多微孔的鎳基片，其特征是，(1)鎳漿中增加了聚乙烯醇縮丁醛(簡稱PVB)和鎳纖維，此外還有水、羧甲基纖維素納(簡稱CMC)、鎳粉和酒精，它們的質量比(%)為水58～63∶CMC1.4～1.7∶鎳粉29～34∶酒精2～2.5∶PVB2.5～3∶鎳纖維0.6～1.1；(2)先將鎳粉和PVB進行合粉，再和水、CMC、酒精、鎳纖維進行和漿，形成鎳漿；(3)把沖孔鎳帶(或鍍鎳鋼帶)進行清洗、退火、然后把沖孔鎳帶在鎳漿中刮漿，經過烘干、輥軋、燒結最后形成鎳基片。
2.根據權利要求1所述的高孔率刮漿法燒結鎳基片的制造方法，其特征是，用立式爐刮漿和烘干，立式爐各段烘干溫度為65±5℃，125±10℃，150±10℃，200±20℃，250±50℃，速度為45～55米/小時。
3.根據權利要求1、2所述的高孔率刮漿法燒結鎳基片的制造方法，其特征是，采用臥式爐進行燒結，臥式爐各段溫度為800±20℃，920±20℃，速度為35～45米/小時。
全文摘要
本發明涉及電池電極鎳基片的制造方法。用已有技術制造的刮漿法燒結鎳基片，其孔率在72～76％，放電容量小。而本發明采用獨特的鎳漿配方和與之相適應的溫度、速度控制工藝，所制得的鎳基片，其孔率高達77～80％。用此高孔率鎳基片所制得的AA型5號MH-Ni電池容量可達1100～1200mAh。可廣泛應用于MH-Ni電池和Cd-Ni電池中。
文檔編號H01M4/80GK1098228SQ93108870
公開日1995年2月1日 申請日期1993年7月28日 優先權日1993年7月28日
發明者高德粹, 劉琳惠, 張占耀, 朱利軍, 高玉鐸 申請人:機械電子工業部第十八研究所