CN1988223A - 一种电池导电基体及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于电池导电基体，主要包括由金属材料制作的中间基体，尤其是所述中间基体的两面覆有网状结构的发泡金属；该电池导电基体的制作方法，是首先将一种金属材料作为中间基体，然后在该中间基体的两面上进行分别固定一层金属泡棉的操作。该种结构的电池导电基体强度高、表面粗糙度好、高孔隙率，而其制作方法简单。
Description
技术领域
本发明是属于电池电极材料技术领域，特别是指一种强度高、表面粗糙度好、高孔隙率的电池导电基体，及其操作简单的制作方法。
背景技术
目普通镍电池的基体是镀镍冲孔钢带、泡沫镍材料。镀镍冲孔钢带一般用来作为电池的负极，其生产工艺为：先将SPCC钢带冲孔，再在冲孔钢带上电镀镍。普通镀镍冲孔钢带材料作为镍氢镍镉电池的负极板的集流体和活性物质的载体，由于其表面呈光滑状(在高倍数显微镜下观察或电镜观察)，粗糙度不够，电极浆料与镀镍冲孔钢带极板光滑表面结合力差，集流效果差，电池在多次充放电时，电极活性材料随着充放电过程的进行其体积也随之不断地进行膨胀和收缩，因而在多次充放电后，电极活性物质从镀镍冲孔钢带基材表面脱落，从而影响电池的寿命。且电极活性物质接触真实表面积少，集流效果差，导电性差，电池内阻高，活性物质利用率偏低，导致容量偏低。泡沫镍一般用做电池的正极基体，也可用于负极，但因其制作成本高，且强度差，极片制作不良率高，故一般只用做正极基体，泡沫镍解决了镀镍冲孔钢带集流效果差、表面积小的问题，但因其强度差，容易导致极片断裂，报废率高、电池易出现短路或断路。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种强度高、表面粗糙度好、高孔隙率的电池导电基体，以及提供一种制作该电池导电基体的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种电池导电基体，主要包括由金属材料制作的中间基体，尤其是所述中间基体的两面覆有网状结构的发泡金属。
在上述基础上，其中
所述发泡金属中的金属是指镍、铜、铁中的一种或几种。
所述中间基体是指金属带、金属网。或所述中间基体是指镀镍钢带、钢网、铜带、铜网或镍带。
本发明针对上述电池导基体的制作方法，是首先将一种金属材料作为中间基体，然后在该中间基体的两面上进行固定一层网状结构的发泡金属的操作。
在上述步骤过程中，其中
所述在中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作，具体过程是指先在中间基体的两面上分别固定一层泡棉，然后对被固定的泡棉进行导电化处理，之后再通过电沉积方式对泡棉进行金属沉积，最后再整体进行热处理。
所述在中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作，具体过程是指先将泡棉进行导电化处理，然后将导电化处理后的泡棉固定在所述中间基体的两面上，接下来通过电沉积方式再对泡棉进行金属沉积，最后再整体进行热处理。
所述在中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作，具体过程是指先将泡棉进行导电化处理，接下来通过电沉积方式再对泡棉进行金属沉积，然后再将经金属沉积的泡棉固定在所述中间基体的两面上，最后再整体进行热处理。
在上述任意一种步骤过程中，其中：
所述泡棉是指聚胺脂泡棉。
所述中间基体是指镀镍钢带、钢网、铜带、铜网或镍带。
所述电化处理是指对泡棉进行化学镀、涂覆导电胶或者磁控溅射处理。
金属沉积是指对泡棉进行镍、铜、铁或合金的沉积。
所述热处理过程是指温度范围在400-1000℃之间内任意一温度下，并在用氢气还原的气氛条件下进行的热处理。
所述在该中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作中的固定方式，是指通过粘贴或通过压制的方式所完成的固定。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明克服了现有技术中存在的镀镍冲孔钢带作为电池极片：粗糙度不够、集流效果差、电池内阻高、活性物质利用率偏低；泡沫镍作为电池极片：强度差、制作不良率高、电池易短路或断路，由于本发明所采用的电池导电基体，其中间基体的两面覆有网状结构的发泡金属，因此从而提供一种强度高、表面粗糙度好、高孔隙率，能增强电池极片集流效果、降低电池内阻、提高活性物质的利用率、提高电池寿命，尤其是提高大电流充放电性能的电池导电基体。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1是本发明电池导电基体的中间基体的结构示意图。
图2是本发明电池导电基体的网状结构的发泡金属的结构示意图。
图3是本发明电池导电基体的结构示意图。
具体实施方式
请一起参考图1至图3，本发明电池导电基体，主要包括由金属材料制作的中间基体1，尤其是所述中间基体1的两面覆有网状结构的发泡金属2。下面以具体的实施例进行细详的制备说明，以及和现有技术之间进行比对。
实施例1
本实例说明本发明提供的电池基体材料、使用该基体的电池负极和电池及它们的制备方法。
取连续冲孔镀镍钢带(孔径2.2mm、厚度0.08mm、宽度210mm)50米。将钢带的两面上用粘接剂粘贴上聚胺脂泡绵(厚度1.0mm、孔密度100PPI、宽度210mm)，然后涂覆导电胶，进行电沉积，覆镍面密度为200g/m2，然后热处理，即制得本发明电池导电基体。
(1)负极的制备
将100份重量的CdO，0.5份重量的羧甲基纤维素粘合剂，及20份重量去离子水充分搅拌，混合成糊状浆料。将此浆料均匀地涂覆于上述得到的本发明的电池基体材料中，然后烘干、辊压、裁切制得尺寸为250毫米×32毫米×0.6毫米的负极，其中，CdO的含量约为9克。
(2)正极的制备
将95份重量的氢氧化镍，5份重量的CoO(氧化亚钴)，0.2份重量的羧甲基纤维素粘合剂，及20份重量去离子水充分搅拌，混合成糊状浆料。取普通泡沫镍，压、裁片后制作成200毫米×61毫米×1.4毫米的泡沫镍基片，在泡沫镍基片的中间位置辊焊200毫米×3毫米×0.2毫米的镍带，填充上述得到的浆料，然后烘干、辊压制得尺寸为200毫米×61毫米×0.2毫米的正极。其中，氢氧化镍的含量约为8克。
(3)电池的装配
将(1)得到的负极、隔板接枝聚丙烯隔膜、(2)得到的正极依次层叠卷绕成涡卷状的电极组，将得到的电极组放入一端开口的圆柱形电池外壳中，加入电解液1.1g/Ah(电解液为KOH和LiOH混合水溶液，混合水溶液中含有30重量％KOH和15克/升的LiOH)，密封后制成镍-镉电池B1(SC-2000mAh)。
对比例1
采用与实施例1相同的条件和材料，不同的是负极基体材料使用冲孔镀镍钢带(孔径36.63mm、厚度0.08mm、宽度210mm)，制得参比电池CB1。
实施例2
本实例说明本发明提供的基体材料、使用该基体材料的电池负极和电池及它们的制备方法。
(1)负极的制备
取连续冲孔镀镍钢带(孔径1.8mm、厚度0.035mm、宽度180mm)50米。将钢带的两面上用粘接剂粘贴上聚胺脂泡绵(厚度1.0mm、孔密度100PPI、宽度210mm)，然后涂覆导电胶，进行电沉积，覆镍面密度为200g/m2，然后热处理，即制得本发明的电池导电基体。
将100份重量的LaNi5储氢合金，0.5份重量的羧甲基纤维素粘合剂，5份重量Ni，及20份重量去离子水充分搅拌，混合成糊状浆料。将此浆料均匀地涂覆于上述得到的镀镍冲孔钢带，然后烘干、辊压、裁切制得尺寸为172毫米×42.5毫米×0.5毫米的负极，其中，LaNi5的含量约为9克。
(2)正极的制备
将95份重量的氢氧化镍，5份重量的CoO(氧化亚钴)，0.2份重量的羧甲基纤维素粘合剂，及30份重量去离子水充分搅拌，混合成糊状浆料。取普通泡沫镍，压、裁片后制作成91毫米×42毫米×1.4毫米的泡沫镍基片，在泡沫镍基片的中间位置点焊20毫米×1.5毫米×0.2毫米的镍带，镍带露出镍网10毫米，填充上述得到的浆料，然后烘干、辊压制得尺寸为91毫米×42毫米×1.4毫米的正极。其中，氢氧化镍的含量约为8克。
(3)电池的装配
将(1)得到的负极、隔板接枝聚丙烯隔膜、(2)得到的正极依次层叠卷绕成涡卷状的电极组，将得到的电极组放入一端开口的圆柱形电池外壳中，加入电解液1.1g/Ah(电解液为KOH和LiOH混合水溶液，混合水溶液中含有30重量％KOH和15克/升的LiOH)，密封后制成镍-氢电池B2(AA-2000mAh)。
对比例2
采用与实施例2相同的条件和材料，不同的是负极基体材料使用冲孔镀镍钢带(孔径1.8mm、厚度0.035mm、宽度180mm)制得参比电池CB2。
实施例3
实施例3分别测定电池B1和B2的容量、内阻和循环性能。
按IEC285：1993标准进行测定。
测定结果如表1所示。
对比例3
对比例3分别测定参比电池CB1和CB2的容量、内阻和循环性能。
采用与实施例3相同的方法进行测定。
测定结果如表1所示。
表1
| 电池编号 | 负极制片不良率(％) | 容量(mAh) | 内阻(mΩ) | 容量保持率(％) | |
| 实施例1 | B1 | 0 | 2253 | 3.8 | 循环300次10C放电后为92 |
| 对比例1 | CB1 | 0.5 | 2134 | 4.8 | 循环300次10C放电后为80 |
| 实施例2 | B2 | 0 | 2080 | 15.3 | 循环300次1C放电后为90 |
| 对比例2 | CB2 | 0.8 | 1980 | 16.8 | 循环300次1C放电后为78 |
从表1所示的结果可以看出，本发明提供的碱性二次电池的循环性能和容量得到了改善，内阻降低，制片不良率得到了明显改善。
Claims (14)
1.一种电池导电基体，主要包括由金属材料制作的中间基体，其特征在于：所述中间基体的两面覆有网状结构的发泡金属。
2、如权利要求1所述的电池导电基体，其特征在于：所述发泡金属中的金属是指镍、铜、铁中的一种或几种。
3、如权利要求1所述的电池导电基体，其特征在于：所述中间基体是指金属带、金属网。
4、如权利要求3所述的电池导电基体，其特征在于：所述中间基体是指镀镍钢带、钢网、铜带、铜网或镍带。
5、一种如权利要求1所述电池导基体的制作方法，其特征在于：首先将一种金属材料作为中间基体，然后在该中间基体的两面上进行固定一层网状结构的发泡金属的操作。
6、如权利要求5所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述在中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作，具体过程是指先在中间基体的两面上分别固定一层泡棉，然后对被固定的泡棉进行导电化处理，之后再通过电沉积方式对泡棉进行金属沉积，最后再整体进行热处理。
7、如权利要求5所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述在中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作，具体过程是指先将泡棉进行导电化处理，然后将导电化处理后的泡棉固定在所述中间基体的两面上，接下来通过电沉积方式再对泡棉进行金属沉积，最后再整体进行热处理。
8、如权利要求5所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述在中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作，具体过程是指先将泡棉进行导电化处理，接下来通过电沉积方式再对泡棉进行金属沉积，然后再将经金属沉积的泡棉固定在所述中间基体的两面上，最后再整体进行热处理。
9、如权利要求6至8任意一项权利所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述泡棉是指聚胺脂泡棉。
10、如权利要求6至8任意一项权利所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述中间基体是指镀镍钢带、钢网、铜带、铜网或镍带。
11、如权利要求6至8任意一项权利所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述电化处理是指对泡棉进行化学镀、涂覆导电胶或者磁控溅射处理。
12、如权利要求6至8任意一项权利所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：金属沉积是指对泡棉进行镍、铜、铁或合金的沉积。
13、如权利要求6至8任意一项权利所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述热处理过程是指温度范围在400-1000℃之间内任意一温度下，并在用氢气还原的气氛条件下进行的热处理。
14、如权利要求6至8任意一项权利所述的电池导基体的制作方法，其特征在于：所述在该中间基体的两面上固定一层网状结构的发泡金属的操作中的固定方式，是指通过粘贴或通过压制的方式所完成的固定。
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|---|---|---|---|---|
| CN102263268A (zh) * | 2011-06-20 | 2011-11-30 | 深圳市豪鹏科技有限公司 | 基体及其制造方法、电池及其制造方法 |
| CN107180969A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 本田技研工业株式会社 | 用于电化学电池的多孔集流体和电极 |
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2005
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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