CN114864965A - 一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，涉及氢燃料电池领域，包括以下步骤，步骤S10，进行作业前的检查以及准备工作；步骤S20，对拉浆设备进行调试，并且固定纸筒、接引带；步骤S30，配置浆料后，加入配料，展开拉浆作业；步骤S40，拉浆设备进行清理。通过加入一点比例CoO、Co，搅拌静置后，再次加入Co和Zn，能够降低电极的膨胀，使氧的析出推迟，两者的共同作用可提高电极充电效效率得以增加；CoO以及Co可以与电解液中的溶解氧化合，造成电池充电前电解液中的溶解氧浓度降低，也可以和充电时正极析出的氧化合，这增加了正极产生的放电预留量。

Description

一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法

技术领域

本发明涉及氢燃料电池领域，特别涉及一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法。

背景技术

在氢燃料电池中，正负极的极片是其必备结构，而极片通常由拉浆法制备而成。所谓拉浆法，即在传统铅膏的基础上，添加适量黏合剂，增大铅膏的黏度与流动性，置于特制的拉浆槽中。然后用铅箔从中拉过，铅膏就黏在铅箔上，再经过铅酸蓄电池制造中的表面干燥、固化等工序制成电池极板。拉浆法与传统方法的不同之处是涂膏工艺上的差别，关键在于对所添加黏合剂的选择与要求。

但是现有的拉浆方法中，注意点主要集中在控制温度以及拉浆节奏中，没有注重对极片材料进行改进，极片主要还是以Ni(OH)₂为主，导致现有的拉浆方法产生的电极片的导电充电效率较低。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，包括以下步骤，步骤S10，进行作业前的检查以及准备工作；步骤S20，对拉浆设备进行调试，并且固定纸筒、接引带；步骤S30，配置浆料后，加入配料，展开拉浆作业；步骤S40，拉浆设备进行清理。

进一步的，所述步骤S10包括，步骤S11，检测设备的是否处于正常状态；步骤S12，检查工作人员的准备的防护是否已经到位。

进一步的，所述步骤S20包括，步骤S21，分段设置供热设备的温度；并在供热设备的外部设置温度传感器；步骤S22，固定薄筒套、接引带。

进一步的，按照与出浆刀口的距离，等距分割为若干段，每段的温度以120 度为基础，等量增加，温度波动区间为正负5度。

进一步的，所述步骤S22包括，步骤S221将铝箔卷套到机头气胀轴上的适当位置，将附有引带的薄筒套在机尾的气胀轴上；步骤S222，用气嘴给气胀轴充气，使薄筒套固定。

进一步的，所述步骤S30包括，步骤S31，将先以配好的正极浆料到入至料槽中，并加热至预设温度；步骤S32，往料槽中加入正极浆料后，向料槽中将入质量占比分别为10％、3％的CoO、Co；步骤S33，将浆料静置，用玻璃棒或不锈钢棒搅动料槽；在步骤S33中，如果有Co(OH)2或Co与Ni(OH)2形成固溶体筛除沉底，就进行筛除。

进一步的，在步骤S33之后，还包括步骤S34，在静置液中将入质量占比为 1％的Co+Zn。

进一步的，在步骤S34之后，还包括步骤S35，进行试拉，直到极片各点厚度均匀；极片的两端厚度要保持一致，表面平整；并定期测量极片两边的厚度。

进一步的，在步骤S35之后，还包括步骤S36，正式开始拉浆时，设定铝箔走速，铝箔的移动到第四段时，刚好达成的干燥状态的走速，为铝箔的最佳走速。

进一步的，在步骤S36之后，还包括步骤S37，调整张力控制和纠偏设置，控制极片收卷后，松紧度适当；步骤S38，在单面拉浆结束后，再拉双面；步骤 S38之后还包括步骤S39，在极片完成涂浆后，进行标识，然后包裹。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过加入一点比例CoO、Co，搅拌静置后，再次加入Co和Zn，能够降低电极的膨胀，使氧的析出推迟，两者的共同作用可提高电极充电效效率得以增加； CoO以及Co可以与电解液中的溶解氧化合，造成电池充电前电解液中的溶解氧浓度降低，也可以和充电时正极析出的氧化合，这增加了正极产生的放电预留量。

附图说明

图1为本发明中正极拉浆的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例

如图1所示，本实施例中所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，包括以下步骤，

步骤S10，进行作业前的检查以及准备工作；

步骤S20，对拉浆设备进行调试，并且固定纸筒、接引带；

步骤S30，配置浆料后，加入配料，展开拉浆作业；

步骤S40，拉浆设备进行清理。

在本方案中，在对正极浆料进行拉浆时，通过加入一点比例CoO、Co，搅拌静置后，再次加入Co和Zn，能够降低电极的膨胀，使氧的析出推迟，两者的共同作用可提高电极充电效效率得以增加；CoO以及Co可以与电解液中的溶解氧化合，造成电池充电前电解液中的溶解氧浓度降低，也可以和充电时正极析出的氧化合，这增加了正极产生的放电预留量。

参考图1，所述步骤S10包括以下步骤，

步骤S11，检测设备的是否处于正常状态；例如说，检查拉浆机、烘箱、风机、抽风设备运转是否正常；检查刀表读数是否准确，清洁拉浆机料槽、刀口、滚轴、槽道等；以及一些其他的必备的用品以及化学药品准备是否到位；

步骤S12，检查工作人员的准备的防护是否已经到位；例如说，是否已经带上了口罩，是否已经穿上了防护服。

使用时，通过以上这些预备检查工作，为了减少接下来正极拉浆工作中，防止人员受到灼伤或者其他的附带伤害。

参考图1，所述步骤S20包括以下，步骤S21，分段设置供热设备的温度；具体而言，按照与出浆刀口的距离，等距分割为若干段，每段的温度以120度为基础，等量增加；例如说，可以将离出浆刀口的距离分割为4段，于是，第一段的温度为120，二段的温度为130度，并且以此类推；使用时，通过使每段的温度逐步增加，在铝箔逐渐移动的过程中，逐渐的层次化干燥，干燥的效果也更好。

进一步的，由于温度难以控制的十分精准，每段能接收的温度为正负5度；通过设置一个较小范围的温度阈值，便于对温度进行调整。

进一步的，在供热设备的外部设置温度传感器；使用时，通过该温度传感器的读取温度，作为正极拉浆的外部温度依据。

步骤S22，固定薄筒套、接引带；具体的，包括以下步骤，

步骤S221将铝箔卷套到机头气胀轴上的适当位置，将附有引带的薄筒套在机尾的气胀轴上；

步骤S222，用气嘴给气胀轴充气，使薄筒套固定；把铝箔沿着相应的导向轴穿过，再将引带从拉浆机尾部穿过烘箱一直拉到拉浆机头部，用胶纸将铝箔和引带接住固定。

使用时，通过利用充气来对薄套筒进行固定，这种安装方式能够不对薄套筒造成损坏。

参考图1，所述步骤S30包括以下内容，

步骤S31，将先以配好的正极浆料到入至料槽中，并加热至预设温度；

步骤S32，往料槽中加入正极浆料后，向料槽中将入质量占比分别为10％、 3％的CoO、Co；

步骤S33，将浆料静置，用玻璃棒或不锈钢棒搅动料槽；如果有Co(OH)2或 Co与Ni(OH)₂形成固溶体筛除沉底，就进行筛除；谨防颗粒沉底，颗粒物卡住刀口；

在步骤S33之后，还包括，

步骤S34，在静置液中将入质量占比为1％的Co+Zn；使用时从而降低电极的膨胀，使氧的析出推迟，两者的共同作用可提高电极充电效率，也能够防止γ -NiOOH的生成，而且Zn可以增进电池对氢的吸收，降低电池内压；通过以上的步骤，对浆料的初步处理完成；

在步骤S34之后，还包括步骤S35，进行试拉，直到极片各点厚度均匀；

具体的，极片的两端厚度要保持一致，表面平整；更进一步的，拉浆过程中，定期测量极片两边的厚度；例如以5分钟为周期。

使用时，通过对极片的厚度进行测量，能够时提高极片的的质量，能够防止有极片厚度不一，导致极片的充电效率低。

在步骤S35之后，还包括，步骤S36，正式开始拉浆时，设定铝箔走速，具体的，当铝箔的移动到第四段时，刚好达成的干燥状态的走速，为铝箔的最佳走速。

使用时，通过设置最佳的走速，能够使得铝箔在干燥后，表面能够附着较多的浆料。

在步骤S36之后，还包括，步骤S37，调整张力控制和纠偏设置，控制极片收卷后，松紧度适当；步骤S38，在单面拉浆结束后，再拉双面。

使用时，在拉正面与拉反面时，供热设备的温度应答保持大致相同，两者的温差应该在正负5度内；而且正反面的走速应当保持一致；

步骤S38之后还包括，步骤S39，在极片完成涂浆后，进行标识，然后包裹。使用时，标记的内容包括型号、标称容量、大片尺寸等，不同标记的应当分开存放，进一步的，在将极片包裹时，可以选用塑料薄膜密封包裹。

使用时，通过将加工完毕的极片分开存放并且各自用塑料薄膜包裹，可以防止极片被氧化，以至于无法使用。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤S10，进行作业前的检查以及准备工作；步骤S20，对拉浆设备进行调试，并且固定纸筒、接引带；步骤S30，配置浆料后，加入配料，展开拉浆作业；步骤S40，拉浆设备进行清理。

2.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，所述步骤S10包括，步骤S11，检测设备的是否处于正常状态；步骤S12，检查工作人员的准备的防护是否已经到位。

3.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，所述步骤S20包括，步骤S21，分段设置供热设备的温度；并在供热设备的外部设置温度传感器；步骤S22，固定薄筒套、接引带。

4.根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，按照与出浆刀口的距离，等距分割为若干段，每段的温度以120度为基础，等量增加，温度波动区间为正负5度。

5.根据权利要求3所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，所述步骤S22包括，步骤S221将铝箔卷套到机头气胀轴上的适当位置，将附有引带的薄筒套在机尾的气胀轴上；步骤S222，用气嘴给气胀轴充气，使薄筒套固定。

6.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，所述步骤S30包括，步骤S31，将先以配好的正极浆料到入至料槽中，并加热至预设温度；步骤S32，往料槽中加入正极浆料后，向料槽中将入质量占比分别为10％、3％的CoO、Co；步骤S33，将浆料静置，用玻璃棒或不锈钢棒搅动料槽；在步骤S33中，如果有Co(OH)2或Co与Ni(OH)2形成固溶体筛除沉底，就进行筛除。

7.根据权利要求6所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，在步骤S33之后，还包括步骤S34，在静置液中将入质量占比为1％的Co+Zn。

8.根据权利要求7所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，在步骤S34之后，还包括步骤S35，进行试拉，直到极片各点厚度均匀；极片的两端厚度要保持一致，表面平整；并定期测量极片两边的厚度。

9.根据权利要求8所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，在步骤S35之后，还包括步骤S36，正式开始拉浆时，设定铝箔走速，铝箔的移动到第四段时，刚好达成的干燥状态的走速，为铝箔的最佳走速。

10.根据权利要求9所述的一种用于氢燃料电池制备的正极拉浆方法，其特征在于，在步骤S36之后，还包括步骤S37，调整张力控制和纠偏设置，控制极片收卷后，松紧度适当；步骤S38，在单面拉浆结束后，再拉双面；步骤S38之后还包括步骤S39，在极片完成涂浆后，进行标识，然后包裹。

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