CN106531974B - 一种镍氢电池负极片的制作方法 - Google Patents

一种镍氢电池负极片的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种镍氢电池负极片的制作方法，在多孔镀镍钢带的表面覆上含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物——干法填充活性物质——表面处理——烘干——碾压切片制得，所述表面覆含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物步骤为将多孔镀镍钢带经混合浆料拉浆后烘干，所述混合浆料为将金属镍粉或储氢合金粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：(2～10)：(0.5～1)：(1.5～10)配制得到。本发明方法，工艺简单，使用本发明方法制得的负极片制作的电池，既具有湿法拉浆工艺的优点，又具有干法工艺的优点，其荷电保持性能好，循环寿命较长，且放电平台较高。

Description

一种镍氢电池负极片的制作方法
技术领域
本发明涉及一种电池极片的制作方法，特别涉及一种镍氢电池负极片的制作方法。
背景技术
镍氢电池是一种传统产品，而其负极极片的传统制作方法一般有两种，一种是采用干法嵌渗技术进行上粉辗压，这种方式的缺陷是负极采用铜网作为导电骨架，而铜在镍氢电池的正极中具有毒害，使得制成的电池存在荷电保持差、贮存性能差的问题。另一种是采用湿法拉片，采用镍带或镀镍带作为导电骨架，将粘结剂与合金粉附在基带上再进行辗压成型，这种方法拉出的负极片在制作高容量电池时由于极片中有粘结剂，所以造成在制作高容量或高功率电池时，容易造成电池循环寿命短和大电流放电平台低等缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺简单、可提高电池循环寿命和大电流放电平台的镍氢电池负极片的制作方法。
本发明通过以下方案实现：
一种镍氢电池负极片的制作方法，在多孔镀镍钢带的表面覆上含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物——干法填充活性物质——表面处理——烘干——碾压切片制得，所述表面覆含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物步骤为将多孔镀镍钢带经混合浆料拉浆后烘干，所述混合浆料为将金属镍粉或储氢合金粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：(2～10)：(0.5～1)：(1.5～10)配制得到。
进一步地，所述所覆含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物层的厚度为0.1～0.4mm，一般公差控制为±0.02mm，为达到这个厚度要求，一般通过刮浆模具的间隙控制来完成，刮浆模具的间隙控制为0.3～0.5mm。
所述表面处理步骤为将填充活性物质并碾压的带材浸于质量浓度为3.0％～7.0％的SBR乳液中，一般浸泡时间控制在1～30秒，即可保证浸泡后的表面处理效果，又不影响生产效率。
本发明的一种镍氢电池负极片的制作方法，工艺简单，先在多孔镀镍钢带表面覆上含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物，使得多孔镀镍钢带表面粗糙度加大，之后再使用干法制作工艺进行后续极片制作，本发明方法改变了“钢孔镀镍钢带须使用湿法拉浆工艺、铜网须采用干法上料制作工艺”的传统思维，且避免了铜网中的铜对电池性能的影响，而且本发明后续制片为干法工艺，不需在活性物质中添加粘结剂，可提高负极片的放电比容量，使用这种负极片制作的电池，可以提高电池容量，有利于高容量电池的制作，同时多孔镀镍钢带表面覆上含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物，可一定程度上提高多孔镀镍基带的导电性，有利于提高电池放电平台。本发明方法制作的负极片，由于基带不含铜，使用其制作的电池，既有湿法负极的优点如荷电保持好、长期贮存性能好等，又有干法负极的优点如大电流放电平台高，寿命长等。
附图说明
图1为使用实施例1中方法制得的负极片制作的AA2600电池与使用常规工艺制得的负极片制作的电池AA2600的1C充放循环寿命曲线对比图；
图2为使用实施例3中方法制得的负极片制作的SC4000电池与使用常规工艺制得的负极片制作的SC4000电池的1C、5C、10C放电中值电压平均值对比图；
图3为使用实施例3中方法制得的负极片制作的SC4000电池与使用常规工艺制得的负极片制作的SC4000电池的1C充5C放循环寿命曲线对比图；
图4为使用实施例4中方法制得的负极片制作的AA1600电池与使用常规工艺制得的负极片制作的AA1600电池的1C充5C放循环寿命曲线对比图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种镍氢AA2600电池负极片的制作方法，将多孔镀镍钢带经过由金属镍粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：5：0.5：8配制得到的混合浆料中进行拉浆，刮浆模具的间隙控制为0.3mm，使得多孔镀镍钢带表面覆上含金属镍的粉体混合物，以保证含金属镍的粉体混合物的厚度控制为0.1±0.02mm，之后将表面覆上含金属镍的粉体混合物的多孔镀镍钢带即表面粗糙化的多孔镀镍钢带烘干，之后往经表面粗糙化的多孔镀镍钢带上使用干法嵌渗的方法按工艺要求填充活性物质并碾压到工艺要求的厚度，之后将填充了活性物质并碾压的带材浸于质量浓度为4.3％的SBR乳液中1～5秒进行表面处理并烘干，之后使用Ф600对辊机碾压至工艺要求厚度并切片制得负极片。
使用本实施例制得的AA2600负极片和常规工艺制作的AA2600负极片(现有技术基本采用湿法拉浆制得，分别按镍氢电池AA2600的工艺制成电池并活化分容后，分别取电压、内阻均合格的电池进行1C充电1C放电循环寿命测试和7天45℃荷电保持测试。7天45℃荷电保持测试结果如表1所示，从表1数据可看出，使用本实施例制得的AA2600负极片制得的电池(即试验电池)其7天45℃荷电保持与使用常规工艺制作的AA2600负极片制得的电池(即对比电池)的7天45℃荷电保持差不多，都在83％左右，可见本发明方法制得的负极片不影响荷电保持性能，可保持湿法拉浆具有的荷电保持好的优点。1C充放循环寿命测试以放电容量衰减为额定容量的60％为截止条件，其循环寿命曲线对比图如图1所示，其中“——”表示试验电池的循环曲线，“----”表示对比电池的循环曲线，从图1中可看出，使用本实施例制得的AA2600负极片制得的电池其1C循环寿命比使用常规工艺制作的AA2600负极片制得的电池的1C循环寿命长约27％。
表1 7天45℃荷电保持对比数据
实施例2
一种镍氢AA2600电池负极片的制作方法，其制作方法与实施例1中的镍氢AA2600电池负极片的制作方法相类似，其不同之处在于：
1、金属镍粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：8：1：6配制得到的混合浆料；
2、刮浆模具的间隙控制为0.5mm，含金属镍的粉体混合物的厚度控制为0.35±0.02mm；
3、将填充了活性物质并碾压的带材浸于质量浓度为6.3％的SBR乳液中10～15秒。
实施例3
一种镍氢SC4000电池负极片的制作方法，将多孔镀镍钢带经过由金属镍粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：5.5：0.6：8.5配制得到的混合浆料中进行拉浆，刮浆模具的间隙控制为0.4mm，使得多孔镀镍钢带表面覆上含金属镍的粉体混合物，以保证含金属镍的粉体混合物的厚度控制为0.26±0.02mm，之后将表面覆上含金属镍的粉体混合物的多孔镀镍钢带即表面粗糙化的多孔镀镍钢带烘干，之后往经表面粗糙化的多孔镀镍钢带上使用干法嵌渗的方法按工艺要求填充活性物质并碾压到工艺要求的厚度，之后将填充了活性物质并碾压的带材浸于质量浓度为5.0％的SBR乳液中15～20秒进行表面处理并烘干，之后使用Ф600对辊机碾压至工艺要求厚度并切片制得负极片。
使用本实施例制得的SC4000负极片和常规工艺制作的SC4000负极片(现有技术基本采用湿法拉浆工艺制得)，分别按镍氢电池SC4000的工艺制成电池并活化分容后，分别取电压、内阻均合格的电池依次进行1C充电1C放电、1C充电5C放电和1C充电10C放电，比较各种放电电流下的放电平台数据，具体数据如图2所示，从图2中可看出，使用本实施例制得的SC4000负极片制得的电池(后续描述为试验电池)其1C放电中值电压平均值比使用常规工艺制作的SC4000负极片制得的电池(后续描述为对比电池)的1C放电中值电压平均值高0.01V左右，试验电池的5C放电中值电压平均值比对比电池的5C放电中值电压平均值高0.042V左右，试验电池的10C放电中值电压平均值比对比电池的10C放电中值电压平均值高0.018V左右。分别取电压、内阻均合格的电池使用1C充电5C放电、放电容量衰减到额定容量的60％为截止条件进行循环寿命测试，5C循环寿命曲线对比图如图3所示，其中“——”表示试验电池的循环曲线，“----”表示对比电池的循环曲线，从图3可看出，使用本实施例制得的SC4000负极片制得的电池其1C充5C放循环寿命比使用常规工艺制作的SC4000负极片制得的电池的1C充5C放循环寿命长约15％。
实施例4
一种镍氢AA1600电池负极片的制作方法，将多孔镀镍钢带经过由储氢合金粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：3：0.8：4.0配制得到的混合浆料中进行拉浆，刮浆模具的间隙控制为0.35mm，使得多孔镀镍钢带表面覆上含储氢合金的粉体混合物，以保证含储氢合金的粉体混合物的厚度控制为0.28±0.02mm，之后将表面覆上含储氢合金的粉体混合物的多孔镀镍钢带即表面粗糙化的多孔镀镍钢带烘干，之后往经表面粗糙化的多孔镀镍钢带上使用干法嵌渗的方法按工艺要求填充活性物质并碾压到工艺要求的厚度，之后将填充了活性物质并碾压的带材浸于质量浓度为3.8％的SBR乳液中15～20秒进行表面处理并烘干，之后使用Ф400对辊机碾压至工艺要求厚度并切片制得负极片。
使用本实施例制得的AA1600负极片和常规工艺制作的AA1600负极片(现有技术基本采用湿法制得)，分别按镍氢电池AA1600的工艺制成电池并活化分容后，分别取电压、内阻均合格的电池进行1C充电1C放电循环寿命测试和7天45℃荷电保持测试。7天45℃荷电保持测试结果如表2所示，从表2数据可看出，使用本实施例制得的AA1600负极片制得的电池(即试验电池)其7天45℃荷电保持与使用常规工艺制作的AA1600负极片制得的电池(即对比电池)的7天45℃荷电保持差不多，都在82％左右，可见本发明方法制得的负极片不影响荷电保持性能，可保持湿法拉浆具有的荷电保持好的优点。1C充放循环寿命测试以放电容量衰减为额定容量的60％为截止条件，其循环寿命曲线对比图如图4所示，其中“——”表示试验电池的循环曲线，“----”表示对比电池的循环曲线，从图4中可看出，使用本实施例制得的AA1600负极片制得的电池其1C循环寿命比使用常规工艺制作的AA1600负极片制得的电池的1C循环寿命长约19％。
表2 7天45℃荷电保持对比数据

Claims (2)

1.一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于：在多孔镀镍钢带的表面覆上含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物——干法填充活性物质——表面处理——烘干——碾压切片制得，所述表面覆含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物步骤为将多孔镀镍钢带经混合浆料拉浆后烘干，所述混合浆料为将金属镍粉或储氢合金粉、52％SBR、CMC和水按质量比1：(2～10)：(0.5～1)：(1.5～10)配制得到，所述表面所覆含金属镍的粉体混合物或含储氢合金的粉体混合物层的厚度为0.1～0.4mm。
2.如权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于：所述表面处理步骤为将填充活性物质并碾压的带材浸于质量浓度为3.0％～7.0％的SBR乳液中。
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