CN104752778B - 可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法 - Google Patents

可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，包括公知全密封镍镉蓄电池的制作过程，制作过程还包括：⑴将一片镉负极板裁剪出一个缺口；⑵制作信号电极和辅助电极；⑶将信号电极放置在镉负极板缺口处；辅助电极垂直于正、负极板放置并位于负极柱一侧；信号电极焊接至电池盖下端面，辅助电极焊接至负极柱下方平台上；⑷在电池盖和负极柱之间串接一电阻。本发明通过电阻，利用信号电极催化正极过充产生的氧气而产生回路并在串接电阻两端生成信号电压，精确控制了充电量，辅助电极保证下次开始充电时信号电压低于设定控制电压值；既保证了电池处于满电状态又防止电池被过充，保证全密封镍镉电池安全用于对寿命和性能都有较高要求的领域。

Description

可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法
技术领域
本发明属于镍镉蓄电池电技术领域，特别是涉及一种可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法。
背景技术
目前公知判断镍镉电池是否充满电的方法为以电池的充电电压，充电电流和充电时间为充电控制参数，由于受使用环境（比如温度）的影响不是很精确。镍镉电池经过多次充放电后性能会下降，如果仍然按照最初的充电控制参数去控制充电，偏差更大，极易造成电池的严重过充或欠充，使电池的使用寿命加速缩短或让电池的性能无法完全显现。
经检索发现专利号为200810085792.1，公开号为CN101252213，专利名称为“一种镍氢、镍镉电池的充电方法”的发明专利，其说明书中公开了将电池的充电过程分为N个区段，并确定各区段的阀值、限值；在充电过程中，当出现电压负增值时，判断充电是否异常，如异常，直接跳转至第N区段，进入涓流充电状态；当任一区段的限值对应的电池电压小于该区段的阀值时，直接跳转至第N区段，进入涓流充电状态。当电池出现异常时，可快速进入充电保护态，达到安全充电的目的。
经检索还发现专利号为200610154053.4，公开号为CN1976114，专利名称为“镍镉蓄电池的充电控制方法”的发明专利，其说明书中公开了可以检测其部分充电状态下的电压或电池电压变化率的充电控制方法。其特征在于，通过在非烧结式镉负极板内添加铟或/以及铟化合物，和调制作为碱性电解液的电解质组成成分的氢氧化钠和氢氧化钾的配合比例，构成镍镉蓄电池，并检测该蓄电池的在充电中的部分充电状态下变化的充电电压举动。
上述检索到的两项发明专利均为依靠电池电压的变化来判断镍镉电池的荷电水平并控制充电，其方法极易受到电池温度或者电池容量衰降的影响而产生偏差，不仅判断的精确度低，而且还会造成电池的过充或欠充。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种不受电池温度影响，既保证电池处于满电状态，又防止电池被过充或欠充，有效延长电池使用寿命的可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法。
本发明包括如下技术方案：
可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，包括公知全密封镍镉蓄电池的制作过程，其特点是：还包括以下制作过程：
⑴将一片镉负极板裁剪出一个缺口；
⑵制作信号电极和辅助电极
①将硝酸银、硝酸汞溶于去离子水中，形成质量含量为5～20%硝酸银、5～20%硝酸汞和60%～90%去离子水的混合溶液；将氢氧化钠溶液滴入到混合溶液中搅拌、静置出沉淀物后分离出沉淀物，将沉淀物洗至中性后，烘干，研磨，过筛，形成氧化银氧化汞粉末；
②将过程⑵①中的氧化银氧化汞粉末与粘接剂和去离子水搅拌，形成质量含量为50～80%氧化银氧化汞粉末、5～15%粘接剂和15～40%去离子水的混合物，将混合物制在导流基体两面，形成氧化银氧化汞极板；将极板在氢氧化钠溶液中充电；取出后水洗至中性，烘干后，按照过程⑴镉负极板上缺口的尺寸裁出信号电极片，按照电池壳内壁的厚度和镍正极板、镉负极板的高度裁出辅助电极片；在信号电极片上焊接信号电极引流条，在辅助电极片上焊接辅助电极引流条，然后包覆隔膜，完成信号电极和辅助电极的制作过程；
⑶将包膜的镍正极板和镉负极板交叉放置，将过程⑵②制成的信号电极放置在一片带有缺口的镉负极板缺口处；辅助电极垂直于镍正极板、镉负极板放置并位于负极柱一侧；信号电极焊接至电池盖下端面，辅助电极焊接至负极柱下方平台上；
⑷在电池盖和负极柱之间串接一只电阻，完成本发明可控充电型全密封镍镉蓄电池的制作过程。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述镉负极板的缺口处为位于镉负极板一侧靠近中部的矩形缺口。
所述镉负极板的缺口处为位于镉负极板下端一角的矩形缺口。
所述导流基体为泡沫镍、冲孔镍带、冲孔钢带、镍丝网的一种。
所述粘接剂为PTFE、PVDF或CMC的一种或复数种。
本发明具有的优点和积极效果：
本发明通过在电池盖和负极柱之间串接一只电阻，利用信号电极催化正极过充产生的氧气而产生回路并在串接电阻两端生成信号电压，根据信号电压精确控制了充电量，辅助电极可以在停止充电及其后的放电过程中使信号电压快速的下降，保证下次开始充电时信号电压低于设定的控制电压值；即使是在电池温度变化较大或多次充放电后容量有所衰减后依然可以做到精确的控制；既保证了镍镉电池处于满电状态又防止镍镉电池被过充，保证全密封镍镉电池安全用于对寿命和性能都有较高要求的领域。
附图说明
图1是本发明制作带有信号电极和辅助电极的全密封镍镉电池的内部结构示意图；
图2是图1中的信号电极；
图3是图1中的辅助电极；
图4是图1中镉负极板上缺口位置；
图5是本发明实施例4中的镉负极板上缺口位置。
图中，1-电池壳，2-辅助电极，3-镉负极板，4-信号电极，5-信号电极引流条，6-辅助电极引流条，7-电阻，8-负极柱，9-电池盖，10-缺口。
具体实施方式
为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图详细说明如下：
可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，包括公知全密封镍镉蓄电池的制作过程，其特点是：还包括以下制作过程：
⑴将一片镉负极板裁剪出一个缺口；
⑵制作信号电极和辅助电极
①将硝酸银、硝酸汞溶于去离子水中，形成质量含量为5～20%硝酸银、5～20%硝酸汞和60%～90%去离子水的混合溶液；将氢氧化钠溶液滴入到混合溶液中搅拌、静置出沉淀物后分离出沉淀物，将沉淀物洗至中性后，烘干，研磨，过筛，形成氧化银氧化汞粉末；
②将过程⑵①中的氧化银氧化汞粉末与粘接剂和去离子水搅拌，形成质量含量为50～80%氧化银氧化汞粉末、5～15%粘接剂和15～40%去离子水的混合物，将混合物制在导流基体两面，形成氧化银氧化汞极板；将极板在氢氧化钠溶液中充电；取出后水洗至中性，烘干后，按照过程⑴镉负极板上缺口的尺寸裁出信号电极片，按照电池壳内壁的厚度和镍正极板、镉负极板的高度裁出辅助电极片；在信号电极片上焊接信号电极引流条，在辅助电极片上焊接辅助电极引流条，然后包覆隔膜，完成信号电极和辅助电极的制作过程；
⑶将包膜的镍正极板和镉负极板交叉放置，将过程⑵②制成的信号电极放置在一片带有缺口的镉负极板缺口处；辅助电极垂直于镍正极板、镉负极板放置并位于负极柱一侧；信号电极焊接至电池盖下端面，辅助电极焊接至负极柱下方平台上；
⑷在电池盖和负极柱之间串接一只电阻，完成本发明可控充电型全密封镍镉蓄电池的制作过程。
所述镉负极板的缺口处为位于镉负极板一侧靠近中部的矩形缺口。
所述镉负极板的缺口处为位于镉负极板下端一角的矩形缺口。
所述导流基体为泡沫镍、冲孔镍带、冲孔钢带、镍丝网的一种。
所述粘接剂为PTFE、PVDF或CMC的一种或复数种。
实施例1：
⑴按照公知技术准备出制作全密封镍镉蓄电池的零部件，如图4所示，将其中一片镉负极板3一侧靠近中部制出一矩形缺口10；
⑵制作信号电极和辅助电极
①称取180g硝酸银，120g硝酸汞放入烧杯中，加入1000g去离子水，混合搅拌溶解。将质量比40%的氢氧化钠溶液放置在分液漏斗中，然后滴入到混合溶液中，同时搅拌；观察混合溶液直到没有沉淀析出时，停止滴碱；静置24h后过滤，并用去离子水洗净沉淀物直至中性；得到的沉淀物80℃烘干，研磨，过200目筛，得到氧化银氧化汞粉末；
②将40g氧化银氧化汞粉末，8g质量分数为60%PTFE乳液粘接剂，20g去离子水混合，搅拌均匀，形成含去离子水的混合物；先将混合物涂覆到作为导流基体的镍丝网上两面，80℃烘干1h，然后用油压机以10MPa压强压平，形成极板；将压成的极板接恒流源的负极，辅助极接恒流源的正极，压成的极板和辅助极都放入到1.20g/ml氢氧化钠溶液中，1A充电至极板的颜色由褐色全部变为白色为止；取出极板，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中80℃烘干3h；然后按照本实施例⑴中镉负极板上缺口的尺寸裁出信号电极片，按照电池壳内壁的厚度和镍正极板、镉负极板的高度裁出辅助电极片；在信号电极片上焊接信号电极引流条5，在辅助电极片上焊接辅助电极引流条6，然后包覆隔膜，完成如图2所示的信号电极4和图3所示的辅助电极2制作过程；
⑶将包膜的镍正极板和镉负极板交叉放置，将过程⑵②制成的信号电极放置在图4中镉负极板带的缺口处；辅助电极垂直于镍正极板、镉负极板放置并位于负极柱一侧；信号电极引流条焊接在电池盖9下端面，辅助电极引流条焊接在负极柱8下方平台上；
⑷镍正极板和镉负极板制成的极组装入电池壳1，电池壳与电池盖焊接，在电池盖和负极柱之间串接一只70Ω的电阻7，完成如图1所示可控充电型全密封镍镉蓄电池的制作过程。充电时测量电阻两端电压，当达到300mV时停止充电，充电完成。
实施例2
将实施例1中“180g硝酸银，120g硝酸汞”改为“150g硝酸银，150g硝酸汞”，其余与实施例1的相同，制成图1所示可控充电型全密封镍镉蓄电池。
实施例3
⑴按照公知技术准备出制作全密封镍镉蓄电池的零部件，如图4所示，将其中一片镉负极板3一侧靠近中部制出一矩形缺口10；
⑵制作信号电极和辅助电极
①称取180g硝酸银，120g硝酸汞放入烧杯中，加入1000g去离子水，混合搅拌溶解。将质量比40%的氢氧化钠溶液放置在分液漏斗中，然后滴入到混合溶液中，同时搅拌；观察混合溶液直到没有沉淀析出时，停止滴碱；静置24h后过滤，并用去离子水洗净沉淀物直至无碱；得到的沉淀物80℃烘干，研磨，过200目筛，得到氧化银氧化汞粉末；
②将40g氧化银氧化汞粉末，8g质量分数为60%PTFE乳液粘接剂，20g去离子水混合，搅拌均匀，形成含去离子水的混合物；80℃烘干1h，形成半干混合物；先将半干混合物用辊压机辊压成0.3mm厚的片，再贴合在作为导流基体的冲孔镍带的两面，用油压机压平，压强10MPa；将压成的极板接恒流源的负极，辅助极接恒流源的正极，压成的极板和辅助极都放入到1.20g/ml氢氧化钠溶液中，1A充电至极板的颜色由褐色全部变为白色为止；取出极板，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中80℃烘干3h；然后按照本实施例⑴中镉负极板上缺口的尺寸裁出信号电极片，按照电池壳内壁的厚度和镍正极板、镉负极板的高度裁出辅助电极片；在信号电极片上焊接信号电极引流条5，在辅助电极片上焊接辅助电极引流条6，然后包覆隔膜，完成如图2所示的信号电极4和图3所示的辅助电极2制作过程；
⑶将包膜的镍正极板和镉负极板交叉放置，将过程⑵②制成的信号电极放置在图4中镉负极板带的缺口处；辅助电极垂直于镍正极板、镉负极板放置并位于负极柱一侧；信号电极引流条焊接在电池盖9下端面，辅助电极引流条焊接在负极柱8下方平台上；
⑷镍正极板和镉负极板制成的极组装入电池壳1，电池壳与电池盖焊接，在电池盖和负极柱之间串接一只70Ω的电阻7，完成如图1所示可控充电型全密封镍镉蓄电池的制作过程。充电时测量电阻两端电压，当达到300mV时停止充电，充电完成。
实施例4
如图5所示，将其中一片镉负极板3的矩形缺口制于镉负极板下端一角的缺口处；其余与实施例1的相同，制成本发明可控充电型全密封镍镉蓄电池。
实施例5
制作过程与实施例1的相同，不同之处在于在负极柱和电池盖之间串接的电阻为100Ω；制成图1所示可控充电型全密封镍镉蓄电池。充电时测量电阻两端电压，当达到500mV时停止充电，充电完成。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，包括公知全密封镍镉蓄电池的制作过程，其特征在于：还包括以下制作过程：
⑴将一片镉负极板裁剪出一个缺口；
⑵制作信号电极和辅助电极
①将硝酸银、硝酸汞溶于去离子水中，形成质量含量为5～20％硝酸银、5～20％硝酸汞和60％～90％去离子水的混合溶液；将氢氧化钠溶液滴入到混合溶液中搅拌、静置出沉淀物后分离出沉淀物，将沉淀物洗至中性后，烘干，研磨，过筛，形成氧化银氧化汞粉末；
②将过程⑵①中的氧化银氧化汞粉末与粘接剂和去离子水搅拌，形成质量含量为50～80％氧化银氧化汞粉末、5～15％粘接剂和15～40％去离子水的混合物，将混合物制在导流基体两面，形成氧化银氧化汞极板；将极板在氢氧化钠溶液中充电；取出后水洗至中性，烘干后，按照过程⑴镉负极板上缺口的尺寸裁出信号电极片，按照电池壳内壁的厚度和镍正极板、镉负极板的高度裁出辅助电极片；在信号电极片上焊接信号电极引流条，在辅助电极片上焊接辅助电极引流条，然后包覆隔膜，完成信号电极和辅助电极的制作过程；
⑶将包膜的镍正极板和镉负极板交叉放置，将过程⑵②制成的信号电极放置在一片带有缺口的镉负极板缺口处；辅助电极垂直于镍正极板、镉负极板放置并位于负极柱一侧；信号电极焊接至电池盖下端面，辅助电极焊接至负极柱下方平台上；
⑷在电池盖和负极柱之间串接一只电阻，完成本申请可控充电型全密封镍镉蓄电池的制作过程。
2.根据权利要求1所述的可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，其特征在于：所述镉负极板的缺口处为位于镉负极板一侧靠近中部的矩形缺口。
3.根据权利要求1所述的可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，其特征在于：所述镉负极板的缺口处为位于镉负极板下端一角的矩形缺口。
4.根据权利要求1所述的可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，其特征在于：所述导流基体为泡沫镍、冲孔镍带、冲孔钢带、镍丝网的一种。
5.根据权利要求1所述的可控充电型全密封镍镉蓄电池的制备方法，其特征在于：所述粘接剂为PTFE、PVDF或CMC的一种或两种以上。
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