专利名称：镍基电池及其正极的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池，尤指一种镍基电池及其正极。
背景技术：
电池由电芯和包裹于其表面的电池外壳通过化成及封装处理制成，其中，电芯包括正、负极板和绝缘隔膜，正极板由填充有正极活性物质、导电材料和粘接剂的金属基板制成。
传统的正极板采用发泡金属制成，虽然发泡金属的表面积较大，可填充的活性物质更多，制成的极片性能较好，但造价较高。
为此，人们一直在寻求一种能够替代发泡金属的材料用作电池的正极，目前，人们尝试地采用网状或带孔的金属基板作为电极的骨架，这种网状金属基板具有成本低、基体材料轻、占据空间小的优点，但是现有网状金属基板的生产电池技术还存在以下几点缺点1、网状金属基板相对于发泡金属而言，表面积较小，制成的电池导电性能不甚理想；2、参照图1所示，网状金属基板的网孔边缘通常生成锯齿状毛刺，大大影响了电池的生产过程和性能，如制造电极的极板时，基板边缘的锯齿状毛刺将阻碍基板的传输，甚至将其卡住，从而使生产效率下降，材料严重浪费，不利于生产的顺利进行；3、基板边缘突起的锯齿状毛刺也往往使电池容易发生短路。
因此，亟待提供一种导电性能好且成本低、生产效能高的镍基电池及其正极以克服现有缺陷。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明一个目的在于提供一种成本低且生产效能高的镍基电池的正极。
本发明的另一目的在于提供一种用上述正极材料制备的性能优良的镍基电池。
为了达到上述目的，本发明提供了一种镍基电池的正极，其由折边切拉网及填充于其中的活性物质、导电材料和粘接剂构成，所述活性物质、导电材料和粘接剂的配比(重量比)为导电材料15％-28％；粘接剂1％-5％；活性物质59％-81％，辅助添加剂3％-8％。
其中，正极活性物质为氢氧化镍。所述导电材料为石墨、乙炔黑、碳黑、镍粉、碳粉、碳纤维、金属粉末或金属纤维中任选一种或几种。粘接剂为聚四氟乙烯乳液(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚氧化乙烯(PEO)和聚乙烯醇(PVA)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)中任选一种或几种。所述辅助添加剂为钴或钴化合物。
一种镍基电池，包括正极、绝缘隔膜、负极、壳体、密封圈和盖帽，正极与负极间插入绝缘隔膜并将其卷曲成电芯，由密封圈将该电芯包裹封装，盖帽封闭电芯两端头，正极由折边切拉网及填充于其中的活性物质、导电材料和粘接剂构成，所述活性物质、导电材料和粘接剂的配比为导电材料15％-28％；粘接剂1％-5％；活性物质59％-81％，辅助添加剂3％-8％。
与现有技术相比，本发明一种镍基电池的正极采用将上述网状金属基板经过折边而成的折边切拉网作为导电骨架，由于该折边切拉网的两侧边缘向内弯折形成折边，没有了明显的毛刺，减少了电池的短路率，使得折边切拉网在传输过程中更为顺畅，从而提高了电池的生产效率。同时，由于折边切拉网中填充的活性物质中含有大量的微粉导电材料，使活性物质的导电性得到大幅度的提高，提高了整个电池的导电性。
为使本发明更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本发明一种镍基电池及其正极的具体实施例。
图1为现有电池的正极板的结构示意图；图2为本发明的镍基电池的正极板的结构示意图；图3为本发明的镍基电池的结构示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种镍基电池的电极，其由折边切拉网及填充于其中的活性物质、导电材料和粘接剂构成，所述活性物质和导电材料通过粘接剂固定于折边切拉网10上。
其中，参照图2所示，折边切拉网是用于制造正极的骨架，其主体为网状金属基板101，其侧边通过向内弯折形成平整的折边102，该折边102可将基板101边缘突起的锯齿状毛刺折至内侧，基板101上分布有若干个切口103，所述切口103根据需要可拉伸为菱形、方形、圆形或扇形的孔，同时，切口周边的片材随着牵拉而发生扭转，并形成每个孔的边框。
在本发明的一个实施例中，所述金属网为钢片，该钢片可横向成行切出多个切口，其中，相邻两行中上一行的各切口间未切开部分分别位于下一行的各切口的中间。
折边切拉网10的制造方法如下(1)首先，将选取的金属板材切拉成金属网；(2)其次，将金属网切成宽度适当的网带；(3)最后，将网带的边缘两侧边折叠并压至大约等于原网带的厚度，形成折边切拉网。
其中，在步骤(1)与步骤(2)之间或者在步骤(3)之后，进一步包括对金属网进行镀镍处理的步骤。
经折边后的金属网的边缘没有了明显的毛刺，减少了电池的短路率，使得折边切拉网在传输过程中更为顺畅，从而提高了电池的生产效率。
在正极上，网状金属基板上填充的导电材料为石墨、乙炔黑、碳黑、镍粉、碳粉、碳纤维、金属粉末或金属纤维中任选一种或几种。粘接剂可为聚四氟乙烯乳液(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚氧化乙烯(PEO)和聚乙烯醇(PVA)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)中任选一种或几种。正极活性物质为氢氧化镍(Ni(OH)2)。辅助添加剂为钴(Co)或钴化合物。
所述活性物质、导电材料和粘接剂的配比为导电材料15％-28％；粘接剂1％-5％；活性物质59％-81％，辅助添加剂3％-8％。
表1分别通过几个实施例具体阐述镍氢电池的正极上活性物质、导电材料和粘接剂的配比(重量比)表1正极上的活性物质、导电材料和粘接剂的配比
以下阐述本发明正极片的制造方法(1)首先，将上述配比的导电材料、活性物质及辅助添加剂球磨混匀，得到正极干粉料；(2)接着，将粘接剂加水混匀；(3)然后，将正极干粉料与粘接剂搅拌均匀，涂布于上述折边切拉网上，烘干碾压后制成厚度为0.45mm的正极板；(4)最后，将该正极板切成85mm×36.5mm的正极片。
按上述实施例制造镉镍AA600mAh电池，并对电池的循环性能和自放电性能作出测定(一)电池的循环性能测试条件如下
(1)在电流强度为600mA的条件下充电72分钟；(2)充电完毕后将电池搁置30分钟；(3)以600mA的电流强度将电池放电到1V；(4)按(1)-(3)的条件循环500次。
表2是本发明实施例一至三的正极片对应所制作的电池按上述测试条件进行测试的结果。
表2电池容量与循环次数的比对表
表2表明，本发明的镍基电池经过500次的循环充放电，电池的容量仍保持在初始容量的85％以上，明显高于国家标准。
(二)电池自放电性能按照以下方法测试电池(1)600mA充电72分钟，搁置30分钟，600mA放电到1V，得放电容量Co；(2)600mA充电72分钟，搁置28分钟，600mA放电到1V，得放电容量C1；(3)(Co-C1)/Co×100％，即月自放电。
表3电池的月自放电率测试比对
表3表明，本发明的镍基电池的月自放电率达到国家标准的要求。
本发明还提供了一种用上述电极制备的镍基电池，参照图3所示，电池包括正极1、绝缘隔膜2、负极3、密封圈4、盖帽5及壳体6，正极1与负极3间插入绝缘隔膜3并将其卷曲成电芯，由密封圈4和壳体6将该电芯进行包裹封装，盖帽5封闭在电芯的两端头，正极1由折边切拉网10及填充于其中的活性物质、导电材料及粘接剂构成。
本发明镍基电池的制造方法如下所述(1)首先，分别制备正极片和负极片；(2)其次，将正极片、负极片及隔膜纸组合成电池电芯；(3)最后，将电芯入壳组装、注电解液、封壳，即可制成本发明的镍基电池。
采用将上述网状金属基板经过折边而成的折边切拉网作为导电骨架，切拉网的两侧边缘向内弯折形成折边，没有了明显的毛刺，减少了电池的短路率，使得折边切拉网在传输过程中更为顺畅，从而提高了电池的生产效率。同时，由于正极板上填充物质的配方的调整，尤其是导电材料量的增加，提高了导电性能，使电池性能得到很大的改善。
以上所揭露的仅为本发明镍基电池及其正极的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种镍基电池的正极，其特征在于其由折边切拉网及填充于其中的活性物质、导电材料和粘接剂构成，所述活性物质、导电材料和粘接剂的配比(重量比)为导电材料15％-28％；粘接剂1％-5％；活性物质59％-81％，辅助添加剂3％-8％。
2.如权利要求1所述的镍基电池，其特征在于所述折边切拉网的侧边向内弯折形成折边。
3.如权利要求1或2所述的镍基电池，其特征在于所述辅助添加剂为钴或钴化合物。
4.如权利要求1或2所述的镍基电池，其特征在于所述折边切拉网由镍、钢铁或其合金材料制成。
5.如权利要求1或2所述的镍基电池，其特征在于正极活性物质为氢氧化镍。
6.如权利要求1或2所述的镍基电池，其特征在于所述导电材料为石墨、乙炔黑、碳黑、镍粉、碳粉、碳纤维、金属粉末或金属纤维中任选一种或几种。
7.如权利要求1所述的镍基电池，其特征在于粘接剂为聚四氟乙烯乳液(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚氧化乙烯(PEO)和聚乙烯醇(PVA)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)中任选一种或几种。
8.一种镍基电池，包括正极、绝缘隔膜、负极、壳体、密封圈和盖帽，正极与负极间插入绝缘隔膜并将其卷曲成电芯，由密封圈将该电芯包裹封装，盖帽封闭电芯两端头，其特征在于正极由折边切拉网及填充于其中的活性物质、导电材料和粘接剂构成，所述活性物质、导电材料和粘接剂的配比为导电材料15％-28％；粘接剂1％-5％；活性物质59％-81％，辅助添加剂3％-8％。
9.如权利要求8所述的镍基电池，其特征在于所述折边切拉网的侧边向内弯折形成折边。
全文摘要
本发明提供了一种镍基电池的正极，其由折边切拉网及填充于其中的活性物质、导电材料和粘接剂构成，所述活性物质、导电材料和粘接剂的配比为导电材料15％－28％；粘接剂1％－5％；活性物质59％－81％，辅助添加剂3％－8％。采用将上述折边切拉网作为导电骨架，由于其两侧边缘向内弯折形成折边，没有了明显的毛刺，减少了电池的短路率，使得折边切拉网在传输过程中更为顺畅，从而提高了电池的生产效率，同时，由于折边切拉网中填充的活性物质中含有大量的微粉导电材料，使活性物质的导电性得到大幅度的提高，达到可发泡金属相同的导电性能，提高了整个电池的性能。本发明还提供了一种用该正极制备的镍基电池。
文档编号H01M10/30GK1921181SQ20061012209
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月12日 优先权日2006年9月12日
发明者刘伏明 申请人:刘伏明