CN1153406A - 电动车用大容量矩形镍氢电池的制造方法 - Google Patents

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陈迂
蔡韵
俞东平
尤云龙
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Abstract

一种电动车用大容量矩形镍氢电池，及其贮氢合金负极一快速凝固或非快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金粘结压制片状负极和粘结压制片状氧化镍正极的制造方法。

Description

电动车用大容量矩形镍氢电池及其制造方法
本发明涉及的是一种大容量镍氢电池，尤其适合于电动车用的大容量矩形镍氢电池及其制造方法。
近年来，随着世界性地提创绿色交通，人们日益感到应该开发新的能源作为汽车、摩托车、助动车动力的电池。无污染、大容量、高可靠，可快速充放电，无记忆效应，比能量高的镍氢电池是发展电动车用电池主要方向之一，也是发展电动车的主要关键问题。
本发明的主要目的在于提供一种尤其适合于电动车用的，其负极含有快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金粉末的大容量矩形镍氢电池。
本发明中所述的快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金粉末在本申请人的专利申请案CN95109468.8和CN中已经进行了详细的描述。
本发明的另一个目的在于提供一种尤其适合于电动车用的大容量矩形镍氢电池的制造方法。
本发明的再一个目的在于提供一种无污染、大容量、高可靠、可快速充放电、无记忆效应和比能量高的镍氢电池及其制造方法。
下面结合图注及图面说明，可更好地本发明所述矩形镍氢电池的创造性所在，其中：
图1是本发明所述电动车用大容量矩形镍氢电池的立体部分剖面示意图。
图2是本发明所述电动车用大容量矩形镍氢电池的充放电的曲线图。
在图1中，构成本发明所述的镍氢电池包括粘结压制片状氧化镍正极(1)，和负极(2)，在电池钢壳内和正极(1)与负极(2)相连的有片状正极片(3)和负极片(4)，在正极片(3)和负极片(4)之间设有隔离膜(5)，在电池钢壳的上方有放气阀(6)。
负极是由粘结压制片状快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金电极制成；
所述的隔离膜应该是能够承受高倍率放电和低温工作的绝缘材料。
所采用的电解液是氢氧化钾溶液；
电池外壳采用的是高强度耐蚀不锈钢板，氩弧焊接矩形落腔壳体，另外还包括电池盖、接线端捏、消气栓、密封胶垫等。
本发明的大容量矩形镍氢电池的负极，用高压、高纯惰性气体雾化或高速转盘离心雾化快速冷凝制粉技术制取的快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金粉末，粒度150-300目，合金粉末的微细晶粒为0.05-5.0μm，电容量260-300mAh/g。快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金粉末是高纯，高高微细结晶合金粉末，不存在结晶缺陷，无合金成分的宏观和微观偏析，具有优良的耐蚀性，抗微粉化能力；易活化，经1-2次充放周期即可达到予定值。可大大缩短镍氢电池的化成周期，提高生产效率与提高使用寿命。炉批量大于100公斤，可以提高大容量矩形镍氢电池工业生产稳定性。
本发明的大容量矩形镍氢电池的正负极基板采用精制泡沫镍板，即孔隙率90-95％，孔径250-400μm，厚度1.5-4.0mm市场供应的泡沫镍板，采用500-900℃真空热处理消除残余挥发物和调正强度塑性比值，与超声波处理清除残渣，提高泡沫镍板的加工性能和导电均匀性。
本发明的大容量矩形镍氢电池负极片，采用粘结压制法制备片状贮氢合金电极。具体制备方法为：先将快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合粉末与导电材料(羟基镍粉和超细黑珍珠炭黑粉)按重量(％)配比85-95∶5∶15在密闭容器中混合均匀，再加入粘结剂(聚四氟乙烯和苯乙烯共聚物等)和去离子水，酒精的溶液2-5％，继续充分均匀制成糊状混合物。用连续涂敷机把糊状混合物，控量喷射涂敷或滑动充填于精制泡末镍基板的二面，经真空干燥制成负极毛坯，再用300-600吨自动液压机上，用定型模具单张或多张精密压制到每片厚度0.4-0.8mm，并按10-100AH矩形电池不同容量要求的规格，精密剪切为片状贮氢合金负极片。
本发明的大容量矩形镍氢电池正极片，采用粘结压制法制备片状氢氧化镍电极。具体制备方法为：氧化镍粉，导电材料(羰基镍粉和超细黑珍珠炭黑粉等)和粘结剂均匀混合为正极糊膏状混合物。用连续涂敷机把正极糊膏状混合物控量喷射涂敷或滑动充填在精制泡沫镍基板的二面，经真空干燥制成正极毛坯。再在300-600吨自动液压机上，用定型模具单张或多张精密压制到每片厚度0.4-0.8mm，并按1010AH矩形电池不同容量要求的规格，精密剪切为片状氢氧化镍正极片。
本发明的大容量矩形镍氢电池也可用容量匹配的氧化镍烧结正极片。
本发明的大容量矩形镍氢电池，由于采用粘结压制法制备正、负极片。快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金粉末和导电材料添加剂羰基镍粉和高导电超细黑珍珠炭黑粉的混合物，均匀分布于精制泡沫镍基板的镍纤维钢之间，充放电时，在活性材料，导电材料和泡沫镍基板的镍纤维纲之间，内阻小，氢质子有相当好的流动性便于大电流放电的快速充电。能保证电动车用大容量镍氢电池可靠性。高倍率放电性能良好，5C充放电效率为65-85％1C充放电效率＞95％。
本发明的大容量矩形镍氢电池，由于采用高容量薄型贮氢合金负极片和高强不锈钢薄壁矩形壳体。具有优越的体积容量比和重量容量比与同类镍氢电池相比，如下表所示：
          本发明国内产品      日    本
         (11AH)    (11AH)    EVH90(90)容量重量比    42         36          43
Wh/Kg容量体积比    150        61          80
Wh/L
本发明的优选实施例之一是：
根据本发明制造的大容量矩形10AH镍氢电池，其外形尺寸约为12*50*137mm；重量约为315G；重量容量比重是42WH/KG，体积容量比是150WH/L；0.2C和1C放电曲线如图、2。
其中，在充电：2A，7小时下；
放电：①2A用“.”表示，②6A用“*”表示(见图2)。
在本发明中，所述的负极，在采用粘结压制贮氢合金电极时，还可报括非快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金，这是因为在本案之前，尚无见到采用本案所属的粘结压制来制备片状电极的；因此，任何在本案的基础上所作的修改，都应在本发明的保护范围中，具体可见权利要求。

Claims (5)

1、一种电动车用大容量矩形镍氢电池的制造方法，其特征在于由下列部分构成：
正极一粘结压制片状氢化镍电极；
负极粘结压制片状快速凝固或非快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金电极；
隔离膜能承受高位率放电和低温工作的绝缘材料；
电解液氢氧化钾溶液；
电池外壳高强耐蚀不锈钢板，焊接矩形薄壁壳体。
2、根据权利要求1所述的矩形镍氢电池制造技术，其特征在于片状贮氢合金负极采用快速凝固MmNiCoMnAl系贮氢合金，粉末粒度为150-350目，合金粉末的微细晶粒为0.055.0μm，电容量260-300mAh/g，炉批量＞100公斤。
3、根据权利要求1所述的矩形镍氢电池的制造技术，其特征在于贮氢合金负极的基板，孔隙率90-95％，孔径250-400目，厚度1.5-4.0mm，采用500-900℃真空热处理和超声波处理等精制加式泡沫镍板。
4、根据权利要求1所述的矩形镍氢电池的制造技术，其特征在于在连续涂敷机上，把贮氢合金粉末、导电材料粘结剂的糊膏状混合物，控量喷射涂敷或滑动充填在精制加工的泡沫镍基板的二面。经真空干燥制成负极毛坯。再在300-600吨自动液压机上，用定型模具单张或多张精密压制，到每片厚度0.4-0.8mm，并按10-100AH不同矩形电池容量要求的规格精密剪切为片状贮氢合金负极片。
5、根据权利要求1所述的矩形镍氢电池的制造技术，其特征在于片状正极采用氧化镍粉、导电材料(羰基镍粉和超细黑珍珠炭黑等)和粘结剂均匀混和为正极糊膏状混合物，用连续涂敷机把正极糊膏状混合物控量喷射涂敷或滑动充填在精制泡沫镍基板的二面。经真空干燥制成正极毛坯。再在300600吨自动液压机上，用定型模具单张或多张精密压制到每片厚度0.4-0.8mm，并按10-100AH不同矩形电池容量要求的规格精密剪切为片状氧化镍正极片。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109390639A (zh) * 2018-09-03 2019-02-26 中车青岛四方车辆研究所有限公司 富液式储能型镍氢电池及其在轨道车辆辅助供电系统上的应用

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CN109390639A (zh) * 2018-09-03 2019-02-26 中车青岛四方车辆研究所有限公司 富液式储能型镍氢电池及其在轨道车辆辅助供电系统上的应用

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