CN105514506A

CN105514506A - 一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺

Info

Publication number: CN105514506A
Application number: CN201511002386.0A
Authority: CN
Inventors: 倪艳; 汪清梅; 王玲丽; 潘德林; 程迪
Original assignee: HENAN XINTAIHANG POWER SUPPLY CO Ltd
Current assignee: HENAN XINTAIHANG POWER SUPPLY CO Ltd
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2016-04-20

Abstract

本发明公开了一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺，（1）干法制备正极物质，（2）半干法制备负极物质，（3）将蓄电池的正极板通过排焊的方式联接在集流板上，负极组的加工方式与正极组相同；将所述隔膜裁通过热熔方式，将其缝合成一面开口的袋装结构，将正极板装入该袋装隔膜，再将负极组插入，并用箍带将其捆扎；将制成的电池极组装入塑料壳体内，通过专用设备和热熔方式，将电池壳和电池盖的接口部位密封，在电池壳上装配气塞；最终将上述值得的蓄电池灌入氢氧化钾电解液，浸泡后，通过充放电循环的方式将电池活化，完成制备。本发明提高了镉镍蓄电池的使用效率，极大的降低了镉镍蓄电池的维护频率，有较高的实用价值。

Description

一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺

技术领域：

本发明涉及镉镍蓄电池的制备，特别是一种使用后极少需要维护的镉镍蓄电池的制备工艺。

背景技术：

自极板盒镉镍蓄电池发明之日起，已有上百年的历史，该种蓄电池具有容量大、寿命长、结构可靠、成本低廉等优点，广泛应用于轨道车辆、机车车辆、UPS、光伏发电等领域。镉镍蓄电池一般包括正极、负极、正负极板之间的隔极物、电解液及外壳；所述正极活性物质通常为氢氧化镍，所述负极活性物质通常为氢氧化镉，所述隔极物通常为材质为工程塑料的隔极栅，所述电解液一般为一定密度的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液；极板组合通常为集流体和极板的气焊焊接方式，蓄电池的泄气阀一般为排气式气塞，壳体材质一般为工程塑料。

但随着用户要求的不断提高，该种镉镍电池在恒压充电接受能力、充电效率、气体再复合效率、少维护性能等关键性能上均未有明显突破，已经无法满足用户的需求。

发明内容：

本发明的目的是设计一种工艺合理、产品性能高效可靠的少维护镉镍蓄电池的制备工艺。

本发明的技术方案是，一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺，其特征在于：（1）干法制备正极物质，将氢氧化镍、钴的化合物及添加剂等按一定比例混合，氢氧化镍200kg，鳞片石墨粉50kg，氢氧化钡6.0kg，聚四氟乙烯和氢氧化钠混合溶液20kg，氢氧化钴12.6kg，混合后通过造粒、过筛调整物质粒度，使其大于500μm的粒径的重量百分比为80%，粒径小于100μm的重量百分比为2%；将制备好的正极物质压制成条状的物质块，再将物质块填入针刺穿孔钢带形成的带状结构中，制成极板条，再使极板条之间拼接、剪切形成正极板毛坯；通过设备以及焊接工艺，将正极毛坯装入边筋和极耳形成的U型框内，然后再经压制形成要求厚度的正极板；（2）半干法制备负极物质，将氢氧化镉、氧化镉、及其它添加剂按比例混合，其中还氧化镉30kg，氢氧化镉62kg，四氧化三铁4.5kg，石墨粉2kg，氢氧化镍1.5kg，调整物质粒度，混合后通过碾压、过筛使其粒度大于500μm的物质重量百分比为17%，粒度小于100μm的物质重量百分比为43%；将该负极物质压制成条状的物质块，再将物质块填入针刺穿孔钢带形成的带状结构中，制成极板条，再使极板条之间拼接、剪切形成负极板毛坯；通过设备和焊接工艺，将负极毛坯装入边筋和极耳形成的U型框内，然后再经压制形成要求厚度的负极板；（3）通过排焊机，将蓄电池的正极板通过排焊的方式联接在集流板上，负极组的加工方式与正极组相同；将所述隔膜裁制成所需的尺寸大小，并将其对折，通过热熔方式，将其缝合成一面开口的袋装结构，将正极板装入该袋装隔膜，再将负极组插入，并用箍带将其捆扎；将制成的电池极组装入塑料壳体内，通过专用设备和热熔方式，将电池壳和电池盖的接口部位密封，在电池壳上装配气塞；最终将上述值得的蓄电池灌入氢氧化钾电解液，浸泡后，通过充放电循环的方式将电池活化，完成制备。步骤（3）中所述的隔膜为聚丙烯无纺布隔膜，厚度为1.3mm～1.6mm之间，吸碱率约为870%，透气率约为800dm³/m²s。步骤（3）中所述的气塞结构为：气塞体顶部设有气塞片，在气塞体上部设有安全气垫，在安全气垫外侧设有密封圈，在气塞体的底部设有通孔，在气塞体的下部设有过滤颗粒。

本发明提高了镉镍蓄电池的使用效率，极大的降低了镉镍蓄电池的维护频率，有较高的实用价值。

附图说明：

图1是本发明所述的气塞体的结构示意图。

具体实施方式：

结合附图描述实施例，

本发明的工艺是：

实施例1，一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺，（1）干法制备正极物质，将氢氧化镍、钴的化合物及添加剂等按一定比例混合，氢氧化镍200kg，鳞片石墨粉50kg，氢氧化钡6.0kg，聚四氟乙烯和氢氧化钠混合溶液20kg，氢氧化钴12.6kg，混合后通过造粒、过筛调整物质粒度，使其大于500μm的粒径的重量百分比为80%，粒径小于100μm的重量百分比为2%；将制备好的正极物质压制成条状的物质块，再将物质块填入针刺穿孔钢带形成的带状结构中，制成极板条，再使极板条之间拼接、剪切形成正极板毛坯；通过设备以及焊接工艺，将正极毛坯装入边筋和极耳形成的U型框内，然后再经压制形成要求厚度的正极板；（2）半干法制备负极物质，将氢氧化镉、氧化镉、及其它添加剂按比例混合，其中还氧化镉30kg，氢氧化镉62kg，四氧化三铁4.5kg，石墨粉2kg，氢氧化镍1.5kg，调整物质粒度，混合后通过碾压、过筛使其粒度大于500μm的物质重量百分比为17%，粒度小于100μm的物质重量百分比为43%；将该负极物质压制成条状的物质块，再将物质块填入针刺穿孔钢带形成的带状结构中，制成极板条，再使极板条之间拼接、剪切形成负极板毛坯；通过设备和焊接工艺，将负极毛坯装入边筋和极耳形成的U型框内，然后再经压制形成要求厚度的负极板；（3）通过排焊机，将蓄电池的正极板通过排焊的方式联接在集流板上，负极组的加工方式与正极组相同；将所述隔膜裁制成所需的尺寸大小，并将其对折，通过热熔方式，将其缝合成一面开口的袋装结构，将正极板装入该袋装隔膜，再将负极组插入，并用箍带将其捆扎；将制成的电池极组装入塑料壳体内，通过专用设备和热熔方式，将电池壳和电池盖的接口部位密封，在电池壳上装配气塞；最终将上述值得的蓄电池灌入氢氧化钾电解液，浸泡后，通过充放电循环的方式将电池活化，完成制备；本实施例中的步骤（3）中所述的隔膜为聚丙烯无纺布隔膜，厚度为1.3mm，吸碱率约为870%，透气率约为800dm³/m²s；本实施例中的步骤（3）中所述的气塞结构为：气塞体顶部设有气塞片，在气塞体上部设有安全气垫，在安全气垫外侧设有密封圈，在气塞体的底部设有通孔，在气塞体的下部设有过滤颗粒，这样的气塞可以最大程度的将电解液留在电池壳体内，大大降低了后期对镉镍蓄电池的电解液的补充工序。

实施例2，基本工艺与实施例1相同，所差异的是在步骤（3）中所述的隔膜为聚丙烯无纺布隔膜，厚度为1.6mm，吸碱率约为870%，透气率约为800dm³/m²s。

按照上述方法制造镉镍电池，与现有技术的镉镍电池进行对比性能测试。

1、试验电池容量：60Ah

2、试验检测方法

1）气体再结合效率

①在20℃±5℃温度条件下,电池以0.1倍率的电流充电15小时；

②以0.005倍率的电流持续充电.充电期间记录充电电压和充电电流；

③假如电压稳定，开始使用气体捕集装置收集气体。收集气体时间为2小时。

2）补水周期

①在20℃±5℃条件下，以0.2ItA恒流充电8h，搁置2h-4h，拧紧气塞称重；

②按1.42V±0.005V/只恒压浮充电7天，搁置1-2h，以0.2ItA恒流放电至终止电压1.0V/只，再称重，计算出每只电池重量减轻值（即失水量）。

3、试验结果

按照试验得出的气体量及电池重量变化，计算出蓄电池的气体再复合效率和补水周期。

表1

关于表1的说明：

1）该表中物质编号1#为常规正负极物质，物质编号2#为本发明所述正负极物质。隔极物编号1#为本发明所述的PP纤维复合隔膜，隔极物编号2#为普通隔膜，隔极物编号3#为常规的隔极栅。

2）该表中电池编号1-1#、1-2#、1-4#的3只电池为空白样品，正负极物质为常规物质，隔极物为常规隔极栅。

3）表中电池编号为5-1#、5-2#、5-3#的3只电池为本发明所述的具有极少维护性能的蓄电池。其它编号的电池均为进行交叉对比试验的样品电池。

4）该表中所有试验电池的其它制造条件均相同。

5）该表中的得出的补水周期为正常使用条件下得数值，由于所述隔膜有储存电解液的性能，因此在极限条件下，5-1#、5-2#、5-3#的补水周期可达15年。

试验结论

通过上表可以看出，使用本发明设计和制造方法制得的镉镍电池的气体再结合效率和补水周期均高于现有技术制得的电池。因此，本发明提供的极少维护镉镍蓄电池的设计和制造方法可以有效地降低电池的充电电压、提高电池的充电效率、提高电池在充电过程中的气体再结合效率，延长电池在使用过程中的补水周期，提升电池的免维护性能。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺，其特征在于：（1）干法制备正极物质，将氢氧化镍、钴的化合物及添加剂等按一定比例混合，氢氧化镍200kg，鳞片石墨粉50kg，氢氧化钡6.0kg，聚四氟乙烯和氢氧化钠混合溶液20kg，氢氧化钴12.6kg，混合后通过造粒、过筛调整物质粒度，使其大于500μm的粒径的重量百分比为80%，粒径小于100μm的重量百分比为2%；将制备好的正极物质压制成条状的物质块，再将物质块填入针刺穿孔钢带形成的带状结构中，制成极板条，再使极板条之间拼接、剪切形成正极板毛坯；通过设备以及焊接工艺，将正极毛坯装入边筋和极耳形成的U型框内，然后再经压制形成要求厚度的正极板；（2）半干法制备负极物质，将氢氧化镉、氧化镉、及其它添加剂按比例混合，其中还氧化镉30kg，氢氧化镉62kg，四氧化三铁4.5kg，石墨粉2kg，氢氧化镍1.5kg，调整物质粒度，混合后通过碾压、过筛使其粒度大于500μm的物质重量百分比为17%，粒度小于100μm的物质重量百分比为43%；将该负极物质压制成条状的物质块，再将物质块填入针刺穿孔钢带形成的带状结构中，制成极板条，再使极板条之间拼接、剪切形成负极板毛坯；通过设备和焊接工艺，将负极毛坯装入边筋和极耳形成的U型框内，然后再经压制形成要求厚度的负极板；（3）通过排焊机，将蓄电池的正极板通过排焊的方式联接在集流板上，负极组的加工方式与正极组相同；将所述隔膜裁制成所需的尺寸大小，并将其对折，通过热熔方式，将其缝合成一面开口的袋装结构，将正极板装入该袋装隔膜，再将负极组插入，并用箍带将其捆扎；将制成的电池极组装入塑料壳体内，通过专用设备和热熔方式，将电池壳和电池盖的接口部位密封，在电池壳上装配气塞；最终将上述值得的蓄电池灌入氢氧化钾电解液，浸泡后，通过充放电循环的方式将电池活化，完成制备。

2.如权利要求1所述的一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺，其特征在于：步骤（3）中所述的隔膜为聚丙烯无纺布隔膜，厚度为1.3mm～1.6mm之间，吸碱率约为870%，透气率约为800dm³/m²s。

3.如权利要求1所述的一种少维护镉镍蓄电池的制备工艺，其特征在于：步骤（3）中所述的气塞结构为：气塞体顶部设有气塞片，在气塞体上部设有安全气垫，在安全气垫外侧设有密封圈，在气塞体的底部设有通孔，在气塞体的下部设有过滤颗粒。