专利名称：铁路用全密封无维护氢镍蓄电池的制作方法
技术领域：
本实用新型属于氢镍蓄电池的改进。
铁路用全密封无维护氢镍蓄电池主要用作旅客列车的电源。当列车停车时，由于列车车轴发电机停止发电。此时，车厢照明和风扇均由该电源供电。此外，该电源还能为车厢的空调机和开水炉供电。该蓄电池的另一种用途是用于启动内燃机车上的空压机，以实现柴油机的启动，用于电力机车上的空压机启动，以升起受电弓。
目前，铁路旅客列车上用的蓄电池主要有铝酸蓄电池、镉镍蓄电池和氢镍蓄电池。第一种蓄电池使用寿命短，不便维护。第二种蓄电池内有镉，镉有毒，对环境有污染。第三种蓄电池的电解液易泄漏，需经常维护，使用不便。
本实用新型的目的是提供一种铁路用全密封无维护氢镍蓄电池。这种蓄电池不会漏液、漏气，因此不需维护。
发明机理铁路用全密封无维护氢镍蓄电池的化学反应式为正 极负 极总反应上式中，M代表金属氧化物，×代表储氢倍数。
本实用新型的技术方案是按下述方式实现的在电池槽上部左右两侧分别装有正、负极电柱、防爆阀位于中部。在每块集板上都装有集板耳。在电池槽中装有多片正极板和负极板，分别组成正、负极板组，各并联的正负极板通过极板耳，以一定间隔焊在集电板上，并与正极电柱焊接，引出正极端子，各并联的负极板在另一块集电板上，并与负极电柱焊接，引出负极端子，正、负极板交错排列，中间用隔膜隔开，电解液装在隔膜中。若负极板为n片，则正极板为n+1片。正、负极电柱用耐碱的密封垫和螺母压紧；正、负集电柱、防爆阀等引出口均用密封胶进行密封。在滑座中的下部放有针阀，针阀上装有弹簧，弹簧中部防有针，调节螺钉装在滑座上部。调节螺钉上部装有膜片。防护盖位于调节螺钉上部。
以下结合附图对本实用新型详细描述如下
图1为铁路用全密封无维护氢镍蓄电池的主视图图2为铁路用全密封无维护氢镍蓄电池的A-A剖视图图3为铁路用全密封无维护氢镍蓄电池的B-B剖视图铁路用全密封无维护氢镍蓄电池由电池槽1、负集电柱2、防爆阀3、正集电柱4、螺母5、密封垫6、集电板7、极板耳8、隔膜9、电解液21、正极板10、负极板11、电池槽盖12和电池槽13组成。
防爆阀3由滑座14，针阀15，弹簧16，针17、调节螺钉18、膜片19和防护盖20组成。当内压超过一定值，如1MPa时，针阀15被推向上，针17的尖端将膜片19刺破，于是防爆阀3中的气体通过膜片上的破孔，并经防爆盖20上的孔排出。此时，即表示蓄电池已不密封了。防爆盖20用于保护膜片19。
正极板10由正极活性物质与基板组成。正极活性物质为氢氧化亚镍Ni(OH)2。配制时渗进5～10moL％的Co(OH)2和3～5moL％的Cd(OH)2，共同沉淀生成Ni(OH)2。极板用网状聚氨脂泡沫作为基体材料。压制正极板时，采用聚四氟乙烯乳液(PTFE)和羧甲基纤维素(CMC)的混合粘结剂。用量为活性物质的8～10％。渗入1～3％的乙炔黑和10～30％的磷状石墨粉以增强导电性能。将上述物质的混合物填充到泡沫镍基板的两面。填充时应保持活性物分布均匀。控制物料的填充密度为0.15～0.25g/cm2。
负极板11由负极活性物质和基板组成。负极活性物质为富镧混合稀土的五元合金MLNi3.55Mn0.4AL0.3Co0.75。ML表示富镧混合稀土。将上述物质放在高频反应炉中熔炼成混合稀土贮氢合金。在贮氢合金中加入一种催化合金，使其能在电池的充放电过程中起到催化作用。催化合金的组成为A2-x B1-y Cx Dx。其中A＝Mg，AL，B＝Cu、Zn，C＝Ca、Be，D＝Sn，Bi，0≤X≤1，0≤Y≤0.5。加入量为贮氢合金的熔炼方式的5～10％。催化合金与混合稀土贮氢合金的熔炼方式相同。表面金属膜为化学镀铜和镍，厚度为几微米。负极板的压制工艺与正极板相同。
电解液21为氢氧化钾(KOH)溶液，渗以5～15％的氢氧化锂(LiOH)，稀释时用去离子水。隔膜的材质为尼龙毡。电解液21全部在隔膜9中。不产生流动。
为便于集电和焊接，在每块极板上都装有用镀镍薄金属制成的极板耳8。
为扩大容量，在蓄电池中装有多片正极板10和负极板11，分别组成正负极板组。各并联的正极板10通过极板耳8，以一定间隔焊在集电板7上，再与正集电柱4焊接，引出正极端子。各并联的负极板11焊在另一块集电板7上，与负集电柱2焊接，引出负极端子。正负极板交错排列，中间用隔膜9隔开。若负极板11为n片，则正极板10为n+1片。
正、负集电柱4、2用耐碱的密封垫6和螺母5压紧密封。正负集电柱4、2、防爆阀3等引出口均用密封胶进行密封。
实施例正极板10的制备将硫酸镍NiSO4溶解在水中，制成硫酸镍水溶液NiSO4·6H2O。然后，将硫酸钴CoSO4添加在所制备的溶液中。将渗有添加剂的硫酸镍水溶液加热，并使其为雾状，喷射到沸腾的NaOH水溶液中，再渗入3～5moL％的氢氧化镉Cd(OH)2，共同沉淀出Ni(OH)2。保持反应介质的的PH值在6～7之间。经过滤水洗后，在120℃温度条件下真空干燥。然后，在300℃25MPa压力下压实，制成正极板。
负极板11的制备将经过表面金属镀膜处理的混合稀土贮氢合金和催化贮氢合金粉末拌合均匀。然后，与占10％的聚四氟乙烯乳液和1％的乙炔黑构成的粘合剂，调成浆料，填充到泡沫镍基板的两面，厚度为1mm。在120℃温度条件下真空干燥，然后，在300℃，25MPa压力下压实，制成负极板。
电池槽用MSB塑料热压密封。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1.使用寿命长。
2.密封性能好，不用维护。
3.安全、可靠性好。
4.体积小、重量轻。
5.无污染。
权利要求1.一种电池槽、正极板、负极电柱、极板耳、正极电柱、负极电柱、电解液、注液口，电桩衬套和隔离板组成的铁路客车用氢镍蓄电池，其特征在于在铁路用全密封无维护氢镍蓄电池中，电池槽左右两侧分别装有正、负极电柱、防爆阀位于中部，在每块集板上都装有极板耳；在电池槽中装有多片正极板和负极板，分别组成正负极板组，各并联的正极板通过极板耳，以一定间隔焊在集电板上，并与正极电柱焊接，引出正极端子，各并联的负极板焊在另一块集电板上，并与负集电柱焊接，引出负极端子，正负极板交错排列，中间用隔膜隔开，电解液装在隔膜中；若负极板为n片，则正极板为n+1片；正、负极电柱用耐碱的密封垫和螺母压紧密封；正、负集电柱、防爆阀等引出口均用密封胶进行密封；在滑座中的下部装有针阀，针阀上装有弹簧，弹簧中部放有针，调节螺钉装在滑座上部；调节螺钉上部装有膜片，防护盖位于调节螺钉上部。
专利摘要一种由电池槽、正、负极板、电解液、隔膜和防爆阀组成的铁路用全密封无维护氢镍电池。电池槽上部有正、负极电柱，防爆阀位于中部。集板上有极板耳。电池槽内有多片正、负极板，分别组成正、负极板组，各并联的正极板通过极板耳焊在集电板上，并与正极电柱焊接，引出正极端子。各并联的负极板焊在另一块集电板上，并与负极电柱焊接，引出负极端子，正、负极板交错排列，中间用隔膜隔开，电解液装在隔膜中。
文档编号H01M2/12GK2240785SQ9422488
公开日1996年11月20日 申请日期1994年8月16日 优先权日1994年8月16日
发明者杨培良 申请人:杨培良