专利名称：碱性蓄电池电极的制造方法及用该方法制造的蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及碱性蓄电池电极的制造方法及用该方法制造的蓄电池。
背景技术：
碱性蓄电池的进一步发展，不仅要求电池性能不断提高，同时也要求其制造成本不断降低。而电池性能的改进和制造成本的降低，基本上取决于电极制造方法和电极骨架的成本。传统碱性蓄电池骨架为发泡镍，此种骨架存在的问题是导电率较差；纯镍骨架在生产过程中会发生不同程度的表面氧化；另外相对较弱的抗拉强度给连续化生产造成了困难，同时，纯镍纤维在高填充密度时易断裂，而且发泡镍在生产过程中由于金属镍利用率不高，而消耗大量的镍，从而导制以纯镍为电池骨架的电池成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种制造成本低、强度高、生产过程中不易被氧化的碱性蓄电池电极制造方法及用该方法制造的蓄电池。
本发明的电极骨架成分改进，电极制造方法的技术方案的基本出发点在于改变以往碱性蓄电池骨架以镍为主的局面，减少了生产过程中电池骨架的氧化。改变了电池骨架的导电率。增加了强度并且适合于连续化生产；增加纤维韧性使在填充活性物时，无论采取干粉压制、膏体涂覆填充更加容易适合高密度填充量。利用海绵状发泡铜合金或纯海绵状发泡铜为骨架，不仅使金属镍在电池中发挥了最大作用，而在骨架方面为提高电极性能、降低电极成本创造了条件。本发明也适用于连续拉浆工艺和间断式生产，避免了烧结工艺带来的工艺繁琐、劳动强度大、污染严重等缺点。本发明还是用于制造高能量电极，使体积比能量较烧结电极提高20％左右。本发明也充分考虑了节约资源。
本发明碱性蓄电池电极的制造方法的技术方案步骤如下1)制作发泡铜或发泡铜合金电极骨架将1.4-1.8mm厚度的海绵，用常规方法进行预处理，使其表面呈导电状态，然后使其通过硫酸铜或氨基磺酸铜铜盐溶液，或硫酸镍和硫酸铜或氨基磺酸镍和氨基磺酸铜的铜镍盐溶液，将上述铜盐溶液浓度控制在55-60克/升的范围内，将上述铜镍盐溶液的浓度控制在镍离子30-60克/升，铜离子15-50g/升的范围内，按常规工艺方法进行电镀后，再在惰性气体保护下，烧去海绵残余物制成电极骨架；上述处理海绵的方法可以是化学镀的方法，可适用的金属是铁、锌、铜、镍；或电镀石墨乳。
2)在上述电极骨架内填充活性物质制成极板；3)根据电池的种类和型号要求，将上述极板裁切成不同尺寸；4)清除极板上一定位置上的活性物质；
5)点焊集流片，得到蓄电池电极。
本发明碱性蓄电池电极的制造方法，其中步骤2是将干粉状活性物质用30~300吨/平方厘米的压力压入上述电极骨架内，得到0.1~2.0mm厚的极板；或将膏状活性物质涂覆填充在上述的电极骨架，然后在50~150℃条件下干燥10~100分钟后，再用30~300吨/平方厘米的压力压制成0.1~2.0mm的极板。
本发明碱性蓄电池电极的制造方法，其中步骤2是将1.0~2.0mm厚的骨架连续的或间断的(其中“连续的”是指用骨架是带状、一般长度不少于50米，连续通过活性物质膏体进行填充。“间断式”是指将带状的骨架先剪切成块状，一片一片的进行填充)将膏状活性物质涂覆填充在极板上，制成不同种类的电极。这些活性物质可以是1)球形氢氧化镍或球形氢氧化氧镍、无规则颗粒状氢氧化镍或无规则颗粒状氢氧化氧镍、氧化亚钴、金属钴粉、金属镍粉、石墨粉、乙炔黑中的至少一种，或将至少一种的干粉加与水溶性粘合剂制成的膏体，以便填充到海绵状发泡铜合金或纯海棉状发泡铜纤维的三维空间中，制成镍电极。
2)金属镉粉、海绵状镉粉、氧化镉粉、氢氧化镉、石墨、乙炔墨、金属镍粉中的至少一种，或将上述物质中的至少一种加入水溶性粘合剂制成的膏体。以便填充到海绵状发泡铜合金或纯的海棉状发泡铜纤维的三维空间中，制成镉电极。
其中水溶性粘合剂是指用水作为溶剂，制成的粘合剂，如聚乙烯醇(PVA)，聚四氟己烯浮液(PTFE)，缩甲基纤维素(ME)，缩甲基纤维素钠(CMC)等。
3)稀土系AB5型、稀土基LAVES相AB2型、钛系、铜系等贮氢合金，材料中的至少一种，或上述物质中的最少一种加入水溶性粘合剂制成的膏体，以便填充到海绵状发泡铜合金或纯的海棉状发泡铜纤维的三维空间中，制成镍金属氢化物电极。
然后根据不同种类、不同型号电池工艺要求，裁切成不同尺寸，在通过超声波清理一定位置的活性物质，点焊镍或镀镍钢带箔片作为集流体而制成适合于不同种类、不同型号电池的电极。
本发明技术方案还包括用骨架为发泡铜或发泡铜合金的电极制造的碱性蓄电池。制成的碱性蓄电池可以是开口的，也可以是密封的；可以是圆柱型的，也可以是方形或扣式的。
用本发明技术方案制成的电极的使用主要可以分为1)于镍镉电池、镍金属氢化物电池的正极、负极制造。
2)经正负极配对，中间夹上绝缘材料，装入工程塑料、镀镍钢板、不锈钢板等制成的容器，加上防爆装置制成的方形、圆柱形开口电池。
3)正负极配对，中间夹上绝缘材料，经过卷绕装入工程所塑料镀镍钢板、不锈钢板等制成的圆形容器，加上防爆装置，制圆柱形密封电池。
4)也可将电极经正负极配对，中间夹上绝缘材料制成扣式电池。
具体实施例方式
下面利用实施例对本发明作进一步说明实施例1
镍电极本例子的电极骨架是海绵状发泡铜合金，195mm宽，1.3~1.8mm厚，面密度是450±50g/m2，将金属镉粉、海绵状镉粉、氧化镉粉、氢氧化镉、石墨、乙炔墨、镍粉中的一种或多种按一定比例混合，一般为氧化镉粉90~98％，其他材料1~10％，加入约0.1~3.0％的CMC或MC干粉。用去离子水混合成膏体，放置在立式或卧式拉浆炉下浆槽中将发泡铜骨架通过膏体，并用于刮浆板清理骨架表面涂浆，经过50~150℃干燥10~100分钟填充活性物质。按要求用30~300吨/cm2的力进行压制，制成镉电极。再根据不同型号的电池要求，裁切成不同尺寸的小片，然后清理一定位置的活性物质，再点焊一个或多个镍或铜镍合金或镀镍钢带的薄片作为集流体，完成电极制作。
实施例2合金氢化物电极本例子的电极骨架是海绵状发泡铜合金，195mm宽，1.3~1.8mm厚，面密度是450±50g/m2，平行通过料斗下方，保持料斗中储氢合金粉均匀落下并不停振动进入海绵状发泡铜合金纤维空间内，再用30~300吨/平方厘米的压力进行压制成镍金属氢化物电极。根据不同的要求裁切成一定尺寸完成单片电极制造。
也可以海绵状发泡铜合金，195mm宽，1.3~1.8mm厚，面密度是450±50g/m2，根据不同的型号要求裁切成一定此存，然后放入模具中(根据电极填充量不同，模具深度不同)并铺入稀土系AB5型、稀土基LAVES相AB2型、钛系、铁系等贮氢合金材料中的至少一种，经用30~300吨/平方厘米的压力进行压制，制成镍金属氢化物电极。根据不同的要求裁切成一定尺寸，再点焊一个或多个镍或铁镍合金或镀镍钢带的薄片作为集流体，完成电极制作。
权利要求
1.一种碱性蓄电池电极的制造方法，其特征在于包括以下步骤1)制作发泡铜或发泡铜合金电极骨架将1.4-1.8mm厚度的海绵，用常规方法进行预处理，使其表面呈导电状态，然后使其通过硫酸铜或氨基磺酸铜铜盐溶液，或硫酸镍和硫酸铜或氨基磺酸镍和氨基磺酸铜的铜镍盐溶液，将上述铜盐溶液浓度控制在55-60克/升的范围内，将上述铜镍盐溶液的浓度控制在镍离子30-60克/升，铜离子15-50g/升的范围内，按常规工艺方法进行电镀后，再在惰性气体保护下，烧去海绵残余物制成电极骨架；2)在所述电极骨架内填充活性物质制成极板；3)根据电池的种类和型号要求，将所述极板裁切成不同尺寸；4)清除极板上一定位置上的活性物质；5)点焊集流片，得到蓄电池电极。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于步骤2)是将电极骨架置于模具内，将干粉状活性物质用30~300吨/平方厘米的压力压入所述电极骨架内，得到0.1~2.0mm厚的极板。
3.如权利要求1所述制造方法，其特征在于步骤2)是将膏状活性物质涂覆填充在所述电极骨架内，然后在50~150℃条件下干燥10~100分钟后，再用30~300吨/平方厘米的压力压制成0.1~2.0mm的极板。
4.如权利要求1-3之一所述的制造方法，其特征在于所述填充活性物质为球形氢氧化镍或球形氢氧化氧镍、无规则颗粒状氢氧化镍或无规则颗粒状氢氧化氧镍、氧化亚钴、金属钴粉、金属镍粉、石墨粉、乙炔黑中的至少一种；或金属镉粉、海绵状镉粉、氧化镉粉、氢氧化镉、石墨、乙炔墨、金属镍粉中至少一种；或稀土系AB5型、稀土基LAVES相AB2型、钛系、铜系等贮氢合金中的至少一种。
5.一种如权利要求1-3之一所述的制造方法制造的碱性蓄电池，其特征在于所述蓄电池电极骨架为发泡铜或发泡铜合金。
6.一种如权利要求4所述的制造方法制造的碱性蓄电池，其特征在于所述蓄电池电极的骨架为发泡铜或发泡铜合金。
全文摘要
本发明涉及一种采用发泡铜或发泡铜合金为骨架制造碱性蓄电池电极的方法。其主要特点为将一定厚度的海绵，用常规方法进行预处理，使其表面呈导电状态，然后使其通过硫酸铜或氨基磺酸铜铜盐溶液，或硫酸镍和硫酸铜或氨基磺酸镍和氨基磺酸铜的铜镍盐溶液，将铜盐溶液浓度控制在55－60克/升的范围内，将上述铜镍盐溶液的浓度控制在镍离子30－60克/升，铜离子15－50g/升，按常规工艺方法进行电镀后，再在惰性气体保护下，烧去海绵残余物制成电极骨架；适合于不同种类、不同型号电池的电极。本发明技术方案还包括用基体架为发泡铜或发泡铜合金的电极制造的碱性蓄电池。
文档编号H01M4/66GK1427492SQ01144538
公开日2003年7月2日 申请日期2001年12月19日 优先权日2001年12月19日
发明者曹银熙, 杨涛, 郭建明 申请人:河南环宇电源股份有限公司