CN1893155A - 用于电池电极极片的网孔状钢带及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电池电极极片的网孔状钢带及其制造方法，所述方法包括步骤：切拉钢带，然后进行整平；所述网孔状钢带带有由切拉法制成的网孔格，该网孔状钢带的各网孔格在展平状态位于同一平面内。采用本发明方法制成的网孔状钢带可用于制作电池阴极极片或阳极极片的基体。本发明方法可通过控制网孔拉伸量、网丝及网孔的大小来调整钢带的面密度，突破了现有用于湿法拉浆做负极片的冲孔钢带存在的集流效果及面密度的限制，且达到高要求正极基体的要求，对电池的制造具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及充电电池，更具体地说，涉及用于制作镍氢和镉镍电池电极极片的网孔状钢带，以及该网孔状钢带的制造方法。
背景技术
由于电器的小型化，对电池的质量和小型化提出了更高要求。电极极片是电池的关键元件，为了制造更小型的高容量充电电池，要求电极极片厚度更薄、面密度更低。极片的厚度和面密度等参数成为影响电池质量和外形尺寸的重要因素。
目前，市场上生产的电池如镍氢电池所使用的电极极片材料，通常正极采用泡沫镍，负极采用在薄钢带上冲孔在薄钢带上冲孔，然后将钢带镀镍而成，其生产工艺流程如图1所示。镀镍冲孔钢带为平面结构，拉伸强度好，不易拉伸变形，适合于湿法拉浆做极片。但镀镍冲孔钢带存在以下缺陷：
1.降低冲孔制造钢带的面密度已趋于极限。在现有冲孔工艺技术条件下，再继续降低钢带的面密度技术上非常困难，空间极其有限；
2.成本高。由于每种型号的电池对冲孔钢带的孔径要求不同，生产用于不同型号电池的钢带要求不同的冲压模具进行冲孔，冲压模具数量多，设备成本高；更严重的是，冲孔钢带的孔是通过冲孔工艺制成，冲孔落料使得钢带材料的利用率仅为50％左右，对原材料造成极大浪费，增加了生产成本。
3.有效面积分布不均匀，集流效果差，所以只能用于负极片。
为了解决上述电极极片材料存在的缺陷，申请日为1997年12月19日的中国专利97122056.5“充电电池的电极和电极制造方法及其设备”公开了一种采用常用切拉法用铜、铜合金或镍质制成的切拉网电极骨架，其生产工艺流程如图2所示：将金属带清洗后经过退火处理，进行切拉，然后清洗除油，根据客户要求规格分切经切拉的金属带，进行成品包装完成。
该切拉网电极骨架克服了冲孔钢带的降低面密度的难题，通过控制拉网孔格的形状可容易实现降低面密度的目的，同时通过切拉法拉制成电极骨架，不会造成材料的浪费。但是这种通过切拉法成型的网格在拉伸过程中发生扭转，因而网格的边不在同一平面，而形成立体结构的网格。该立体结构的网格只能用于干法制作电解极片，用于湿法拉浆制作电极极片时，存在如下问题：挂浆的均匀性难控制，导致电池的一致性差；材料在电池里性能不稳定，导致自放电性能差，随使用时间的加长，电阻迅速增大，根本无法在正极使用，不能满足高质量电池的质量要求。
对于湿法拉浆制作电极的极片，迄今尚未找到更好的钢带结构，仍然广泛使用冲孔钢带和泡沫镍。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是，提供一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，克服现有技术只能制成用于干法制作负极的立体网格电极极片的缺陷，而获得能用于正极或负极更低面密度的平面网格钢带。
本发明要解决的技术问题之二是，提供一种用于电池电极极片的网孔状钢带，采用上述方法制成，适用于制作电极，克服现有技术存在的极片面密度高、成本高、性能不稳定，无法满足高质量电池要求的缺陷。
本发明实现上述发明目的一所采用的技术方案是：提供一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，包括如下步骤：
S1、采用硬度在80HV左右的原材料钢带；
S2、切拉钢带：在所述钢带上成行切出多个切口，下一行的各切口间未切出切口的部分位于上一行切口的中间，随切出切口之后，在钢带成行切出多个切口的垂直方向上拉伸所述钢带，切口形成菱形、方形或扇形的孔格，切口周边的材料随拉伸而扭转，形成孔格的框边；
S3、整平：将切拉完成的网孔状钢带通过轧机轧制进行整平，使所述孔格的框边在展平状态位于同一平面。
上述一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：所述步骤S2中，在所述钢带上进行切口和对所述钢带进行拉伸操作之间，还包括通过控制网格拉伸量、网丝及网孔的大小来调整拉伸出来的网孔状钢带的面密度的调整操作。
上述一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：还包括步骤：
S4、经整平的网孔状钢带可按照客户要求产品规格进行分条，然后将所述分条后的网孔状钢带进行包装。
上述一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：在所述步骤S3和S4之间，还包括对所述进行网孔状钢带除油镀镍的步骤。
上述一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：还包括将经过除油镀镍的网孔状钢带用隧道式退火炉进行退火，退火温度为650℃左右。
本发明实现上述发明目的二所采用的技术方案是：提供一种用于电池电极极片的网孔状钢带，使用上述方法拉制而成，所述钢带包括网状孔格，其特征在于：所述钢带的各网孔格的边在展平状态位于同一平面内。
上述用于电池电极极片的网孔状钢带，其特征在于：所述网格的形状为菱形或方形或扇形。
上述用于电池电极极片的网孔状钢带，其特征在于：所述钢带的表面镀镍。
本发明技术方案的有益效果是：
1.获得了一种制造用于制作电极极片的网孔状钢带的方法，突破了现有产品的限制；
2.该网孔状钢带的各网孔格在展平状态位于同一平面内，提高了钢带的平面度，使得该网孔状钢带可用于做一致性更高的电极极片；
3.通过切拉法形成网孔状钢带网格，没有原材料损失，提高了材料利用率，降低了生产成本；
4.网孔状钢带的面密度可由控制网孔格的拉伸量、网丝的大小及孔格的规格来调节，容易满足不同电池对电极极片面密度的要求，突破了现有产品的极限，对电池制造具有重要意义；
5.制作网孔不需要冲压模具，节省了制造模具费，降低了生产成本；
6.拉制成形的网孔格机械强度高，用于采用湿法拉浆制作电极极片时，网孔格不易折断，提高了电极制造合格率。
7.在正极片代替泡沫镍的作用，使镍镉、镍氢电池的总材料成本降低25％。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有冲孔钢带生产流程图；
图2是现有生产立体钢网孔带的流程图；
图3是本发明钢网孔带生产流程图；
图4是本发明钢网孔带的平面结构图。
具体实施方式
实施例1：
如图3所示，本发明方法包括如下步骤：
a.采用硬度在80HV左右的原材料钢带，可购买符合要求的原材料钢带；
b.切拉：将钢带送入切拉机，先调整切拉刀的切拉深度，使拉出来的网不能有断丝，并可控制网格的拉伸量，以调整钢网面密度，使之达到规定的面密度要求。切拉过程为在钢带上横向成行切出多个切口，下一行的各切口间未切出切口的部分位于上一行切口的中间，随切出切口之后，在钢带纵向拉伸所述钢带，不同的切口形状，可拉制形成不同的孔格形状，一般直线切口可拉成菱形或方形，弧线切口可拉成扇形的孔格，切口周边的材料随拉伸而扭转，形成孔格的框边；然后高速切拉成半成品网；
c.轧制整平：将半成品网通过轧机轧制进行整平。该工序一方面可以将切拉出的钢网的立体结构轧制成平面结构，满足湿法挂浆制作电极的工艺要求；另一方面，本工序还可以进一步轧薄钢网厚度，满足对更薄厚度钢网的需求；
实施例2：
步骤与实施例1相同，为保证退火后钢带的表面质量，在步骤a前增加对原料钢带进行清洗的步骤，方法可采用碱性除油粉等除油剂进行电解除油。
同时，在述步骤b中，在钢带上进行切口和对所述钢带进行拉伸操作之间，还包括通过控制网格拉伸量、网丝及网孔的大小来调整拉伸出来的网孔状钢带的面密度的调整操作(流程中未示出)。
实施例3：
步骤与实施例2相同，区别在于，在步骤c后增加以下步骤：
d.除油镀镍：将经过轧制整平的半成品网进行清洗除油，可采用碱性除油粉等除油剂进行电解除油，然后进行电镀镀镍防护处理，提高钢网的防腐蚀能力；
e.分条：对电镀防护处理后的钢带按照客户所需规格进行分切，可采用圆盘剪或其他剪切设备进行分切，得到符合客户要求的成品钢带；
f.包装：然后对分切后的钢带进行包装完成。
实施例4：
在步骤d、e之间，还包括将经过除油镀镍的网孔状钢带采用隧道式退火炉进行退火，退火温度为650℃左右，达到改善镀层与钢带的结合力及消除内应力。
采用上述方法拉制而成的网孔状钢带，其各网孔格的边在展平状态位于同一平面内。当采用不同的切口时，可得到不同网格形状，一般直线切口可拉成菱形或方形，弧线切口可拉成扇形的孔格。图4示出了菱形的网孔状钢带。拉制完成后代的钢带可进行镀镍，以获得较好的防腐蚀能力。
采用本技术方案，可实现：
1获得了一种制造用于制作电极极片的网孔状钢带的方法，该方法可灵活调节钢带的面密度；
2该网孔状钢带的各网孔格在展平状态位于同一平面内，提高了钢带的平面度，使得该网孔状钢带可用于做成的电极极片一致性好，成品率高。
3通过切拉法形成网孔状钢带网格，没有原材料损失，提高了材料利用率，降低了生产成本；
4网孔状钢带的面密度可由控制网孔格的拉伸量来调节，容易满足不同电池对电极极片面密度的要求，突破了现有产品的极限，对电池制造具有重要意义；
5制作网孔不需要冲压模具，节省了制造模具费，降低了生产成本；
6拉制成形的网孔格机械强度高，用于采用制作电极极片时，网孔格不易折断，提高了电极制造合格率。
7网丝分布均匀，集流效果好，性能稳定，延长电池的使用寿命及大电流充放性能，达到了在正极片的应用。
Claims (8)
1、一种制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，包括如下步骤：
S1、采用硬度在80HV左右的原材料钢带；
S2、切拉钢带：在所述钢带上成行切出多个切口，下一行的各切口间未切出切口的部分位于上一行切口的中间，随切出切口之后，在钢带成行切出多个切口的垂直方向上拉伸所述钢带，切口形成菱形、方形或扇形的孔格，切口周边的材料随拉伸而扭转，形成孔格的框边；
S3、整平：将切拉完成的网孔状钢带通过轧机轧制进行整平，使所述孔格的框边在展平状态位于同一平面。
2、根据权利要求1所述的制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：所述步骤S2中，在所述钢带上进行切口和对所述钢带进行拉伸操作之间，还包括通过控制网格拉伸量、网丝及网孔的大小来调整拉伸出来的网孔状钢带的面密度的调整操作。
3、根据权利要求1所述的制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于，还包括步骤：
S4、经整平的网孔状钢带可按照客户要求产品规格进行分条，然后将所述分条后的网孔状钢带进行包装。
4、根据权利要求3所述的制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：在所述步骤S3和S4之间，还包括对所述进行网孔状钢带除油镀镍的步骤。
5、根据权利要求4所述的制造用于电池电极极片的网孔状钢带的方法，其特征在于：还包括将经过除油镀镍的网孔状钢带用隧道式退火炉进行退火，退火温度为650℃左右。
6、一种用于电池电极极片的网孔状钢带，使用如权利要求1所述的方法拉制而成，所述钢带包括网状孔格，其特征在于：所述钢带的各网孔格的边在展平状态位于同一平面内。
7、根据权利要求6所述的用于电池电极极片的网孔状钢带，其特征在于：所述网格的形状为菱形或方形或扇形。
8、根据权利要求6或7所述的用于电池电极极片的网孔状钢带，其特征在于：所述钢带的表面镀镍。
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