CN201773894U - Sc型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片 - Google Patents

Sc型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片 Download PDF

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周环波
严立里
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Abstract

本实用新型公开了一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，它由正极活性物质涂层、集流体及极耳组成。它们的位置和连接关系为：正极活性物质涂层涂覆在集流体上，极耳点焊在集流体的预留空白处。集流体由带弧形凹槽的铝箔、镍箔或者镀镍不锈钢箔制成，极耳由金属镍带或者镀镍钢带制成。用本实用新型的正极极片所制造的镍氢电池具有容量高、高倍率放电效果好、循环寿命长等优点。

Description

SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片
技术领域
本实用新型涉及电池制造领域，具体涉及一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，可用于制造各种类型的一次、二次SC型镍氢电池。
背景技术
现有工业上生产的SC型镍氢电池正极极片，一般采用的正极集流体是泡沫镍，正极活性物质都是由单纯球形氢氧化镍、石墨导电剂、CMC发泡剂以及其他添加剂混合制作成浆料，浆料经上浆工艺涂敷到泡沫镍集流体上，再点焊上极耳制得SC型镍氢电池正极片。由于使用的正极集流体是泡沫镍，正极生产过程中切片、分片及卷绕等生产工序极易产生“毛刺”，即暴露于极片边缘未被活性物质包住的镍金属丝。毛刺的存在会使得电池内部容易产生微小段落甚至刺穿隔膜而产生短路，从而引起电池自放电、容量降低和循环寿命缩短、甚至电池短路而报废。此外，由于正极活性物质都是粒径为微米级的球形氢氧化镍，其浆料不能采用锂离子电池正极制造所用的“涂布”工艺，电极及电池容量受到限制，同时，以球形氢氧化镍为正极活性物质生产的电池存在比容量低、大电流放电效果差和循环寿命短等缺点。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片。用所述的正极极片制造的镍氢电池容量高、高倍率放电效果好，能够有效地提高SC型镍氢电池的放电容量、提高了镍氢电池的大电流放电效果，并有效地延长了镍氢电池使用寿命。
本实用新型通过下述技术方案予以实现：
一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，主要由正极活性物质涂层、带弧形凹槽的集流体和极耳等三个部分构成。
这三部分的连接关系是：正极活性物质涂层涂覆在集流体上，集流体上带有弧形凹槽，极耳(单极耳或多极耳，根据极片的大小或者容量的大小选择1～3个极耳)通过点焊工艺点焊于集流体的预留空白处。
所述的集流体由厚度0.05～0.1mm的带半径为5～10μm的弧形凹槽的铝箔、镍箔或镀镍不锈钢箔制作而成。
所述的正极活性物质浆料由如下步骤制备：第一步：将纳米氢氧化镍与占氢氧化镍质量百分比0.5～2％的氧化亚钴添加剂球磨混合均匀；第二步：将第一步得到的混合物与石墨和乙炔黑中的一种或两种按照质量比为1∶20～1∶0.8的比例球磨混合均匀；第三步，将第二步得到的混合物与聚四氟乙烯粘结剂按照质量比为1∶100～3∶100的比例混合均匀；第四步，将第三步得到的混合物与等质量比混合的N-甲基比咯烷酮和羧甲基纤维素钠按照质量比为1∶10～1∶5的比例混合均匀；第五步，向第四步得到的混合物中加入占其质量百分比为10～25％的蒸馏水搅拌混合得到正极活性物质浆料。
将上述制备的正极活性物质浆料通过涂布工序涂敷于集流体的表面，经过65～80℃温度烘干、对滚压制厚度为0.16～0.35mm，即在集流体上形成正极活性物质涂层，再经切片、切分尺寸为280～560×25～50mm的极片、点焊长度为35～50mm的极耳于极片的集流体上的预留空白部分即得SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片。所述的极耳由金属镍带或者镀镍钢带制作而成。
采用本实用新型的技术方案，可以取得如下明显的有益效果：
采用本实用新型的SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片所生产的电池，由于采用了新型的带弧形凹槽的铝箔、镍箔或镀镍不锈钢箔，不会产生“毛刺”，消除了微短路、刺穿隔膜短路的现象，能有效地提高正极活性物质的附料量，并能增强活性物质的附着力，不仅有效提高了所制造的镍氢电池的放电比容量及容量，而且大大提高了电池的循环使用寿命。同时使用了新的放电比容量较高、导电性能良好的纳米氢氧化镍作为正极活性物质，从而较有效地提高镍氢电池的放电比容量和大电流放电效果，在10～30C充放电条件下，镍电极最高放电比容量均超过300mAh/g，且放电平台具有较高的放电电压(见附图4)；同时，由于正极活性物质中添加了一定比例的乙炔黑或者活性炭导电剂，从而提高了镍氢电池的大电流放电效果，由于同时使用了高比容量、高导电性能的以及采用了涂布技术制造工艺制作的镍氢电池正极片，使得所制造的镍氢电池的循环使用寿命短得以显著延长，将制造的电极片组装成SC型镍氢电池，在10～30C高倍率充放电条件下，电池的循环寿命(放电容量小于设计容量60％时的充放电循环次数，以下在同样条件下测定)均超过500次(见附图4)。
本实用新型适用于各种类型、各种型号的圆柱形电池。
附图说明
图1为本实用新型的一种SC型镍氢电池专用三极耳氢氧化镍正极极片的俯视图；
图2为本实用新型的一种SC型镍氢电池专用单面涂层氢氧化镍正极极片放大的侧视图；
图3为本实用新型的一种SC型镍氢电池专用双面涂层单极耳氢氧化镍正极极片放大的侧视图；
图4为利用本实用新型的一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片制造的镍氢电池的30C倍率充放电曲线。
附图标记说明如下：1-正极活性物质涂层；2-集流体；3-极耳；4-预留空白；5-弧形凹槽；6-点焊点。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。
参看附图1和附图2，本实用新型SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片由纳米氢氧化镍、添加剂、导电剂、粘结剂及溶剂等物质制作成的正极活性物质浆料经涂布工序涂覆于集流体表面后烘干而得的正极活性物质涂层1、带弧形凹槽5的集流体2以及极耳3构成，在集流体2的一端及设计的位置预留有点焊极耳3的预留空白4。
本实用新型各个部分的连接关系是：正极活性物质涂层1为正极活性物质浆料经涂布工序、烘干后沾粘于带弧形凹槽5的集流体2上，集流体2上带有弧形凹槽5，集流体2上预留点焊极耳3的预留空白4，极耳3于预留空白4处点焊于集流体2上，根据极片的大小或者容量的大小选择1～3个极耳。
用于所述的正极活性物质涂层1的正极活性物质浆料的由如下步骤制备：第一步：将纳米氢氧化镍与占氢氧化镍质量百分比0.5～2％的添加剂氧化亚钴球磨混合均匀；第二步：将第一步得到的混合物与石墨和乙炔黑中的一种或两种按照质量比为1∶20～1∶0.8的比例球磨混合均匀；第三步，将第二步得到的混合物与聚四氟乙烯粘结剂按照质量比为1∶100～3∶100的比例混合均匀；第四步，将第三步得到的混合物与等质量比混合的N-甲基比咯烷酮和羧甲基纤维素钠按照质量比为1∶10～1∶5的比例混合均匀；第五步，向第四步得到的混合物中加入占其质量百分比为10～25％的蒸馏水搅拌混合得到正极活性物质浆料。
将上述制备的正极活性物质浆料通过涂布工序双面涂敷于厚度为0.1mm带半径为10μm的弧形凹槽5的铝箔、镍箔或镀镍不锈钢箔集流体2上(附图3)，经过65～80℃温度烘干、对滚压制厚度为0.2mm，即在集流体2上形成正极活性物质涂层1，再经切片、切分尺寸为560×50mm的极片(附图1)、点焊长度为50mm的极耳3于集流体2的预留空白4即得SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片。所述的极耳3由金属镍带或者镀镍钢带制作而成(附图1、附图3)；组装成SC型镍氢电池，在30C高倍率充放电条件下，电池的循环寿命(放电容量小于设计容量60％时的充放电循环次数，以下在同样条件下测定)超过655次(见附图4)。
然而，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此而局限本实用新型的保护范围，所有运用本实用新型说明书内容所进行的等效变化，均包含在本实用新型的范围内。

Claims (5)

1.一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，它由正极活性物质涂层(1)、集流体(2)及极耳(3)组成；其特征在于：正极活性物质涂层(1)涂覆在集流体(2)上，集流体(2)上带有弧形凹槽(5)，极耳(3)点焊于集流体(2)的预留空白(4)处。
2.根据权利要求1所述的一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，其特征在于：所述的集流体(2)由带弧形凹槽(5)的铝箔、镍箔或镀镍不锈钢箔制成。
3.根据权利要求1所述的一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，其特征在于：所述的极耳(3)的数目为1-3个。
4.根据权利要求1所述的一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，其特征在于：所述的极耳(3)由金属镍带或者镀镍钢带制成。
5.根据权利要求2所述的一种SC型镍氢电池专用氢氧化镍正极极片，其特征在于：所述的弧形凹槽(5)的半径为5～10μm。
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