专利名称：一种镍镉电池镉负极极片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化学电源技术领域，更具体涉及一种镍镉电池镉负极。该镍镉电池负极极片可用于制造各种型号的镍镉电池，特别适用于制造镍镉动力电池。
背景技术：
目前，现有电池工业所制造镍镉电池所用的负极极片主要由负极活性物质涂层、镀镍不锈钢网负极集流体、镍带负极极耳等三个部分构成。负极活性物质一般为氧化镉、氢氧氧化镉及镍粉及粘结剂组成。这种构造的负极极片所制造的镍镉电池存在显著的不足:O由于使用的是普通氧化镉负极活性物质或者氧化镉及氢氧化镉混合物负极活性物质，制造的负极电极极片非常单薄，易于折断，并与相对较厚的正极极片结构不匹配，影响电池的容量、影响电池的正常工作，降低电池的使用寿命，甚至可能由于短路而发生爆炸等安全事故；2)现有技术制造的镍镉电池负极极片，比容量较大而且大大超过正极极片比容量，因此，在外形尺寸特别是厚度不匹配的情况下，负极活性物质浪费严重，无形提高了电池的制造成本，造成材料浪费；3)由于负极活性物质在充电状态转化为金属镉，在反复的充放电过程中，金属镉在充电时形成镉结晶过程中很容易形成枝晶，容易刺穿电池隔膜，形成电池短路，从而使电池无法工作而报废，4)镉负极还有较为严重的“记忆效应”，自放电也十分严重，严重影响镍镉电池的容量和循环使用寿命；5)镍镉电池负极在较严重的枝晶生成的情况下，电池也可能因为内部短路而存在爆炸的可能，存在一定的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供了一种镍镉电池负极极片，其结构简单，循环容量高，使用寿命和储存寿命长，大电流放电效果好，安全性能高。可用于制造各种型号的镍镉电池，尤其适合制造各种型号的镍镉动力电池。本实用新型技术制造的一种镍镉电池负极极片所生产的镍镉电池，在各种正常使用条件下，电池不会出现断路或者短路，能正常工作，不存在明显的枝晶或者自放电现象、电池的循环使用寿命和储存寿命长，通常不存在短路而发生爆炸等安全事故。本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现:一种镍镉电池镉负极极片，包括负极集流体，还包括设置在负极集流体上的负极活性物质涂层和与负极集流体连接的负极极耳，负极集流体的厚度为10 50 μ m且其上有孔径为0.5 25 μ m的微孔。如上所述的负极极耳的厚度为15"100 μ m,个数为f 5个。如上所述的负极活性物质涂层设置在负极集流体的单面或者双面。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:用本实用新型技术生产的一种镍镉电池负极极片所制造的镍镉电池和镍镉动力电池，由于使用了多孔的不锈钢箔制成镍箔负极集流体负极，使得负极极活性物质涂层与负极集流体之间的有效接触面积显著增加，负极活性物质与负极集流体之间的附着性能大大提高，从而提高了负极活性物质的有效利用，减少了负极活性物质在使用过程中的脱落，使电极的大电流充放电效果显著提高，使得以此负极制造的电池具有较好的大电流充放电性能、较长的循环使用寿命。此外，由于负极活性物质涂层为质量比为7.5:0.5:2 7.5:1:6混合的纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨活性物质混合物，碳纳米管和纳米石墨都具有良好的嵌入镉离子或氢氧根离子的性能，在充放电过程中碳纳米管及纳米石墨形成良好的镉离子及氢氧根离子通道，也使得电极在充电过程中金属镉的结晶场合，在增强镉负极导电性能的同时，金属镉难以形成枝晶，使得镉负极的自放电和记忆效应现象得到显著抑制，在不影响镉负极电极的导电性能的同时，使得镉负极电极的容量、循环使用寿命和贮存寿命显著延长，在0.5C及0.5C以上倍率条件下充放电循环使用寿命(放电容量不小于设计容量75%的充放电循环次数)超过800次，最超过1000次(如图5飞所示)。
图1为本实用新型单极耳双面涂层负极极片剖面示意图；图2为本实用新型单极耳双面涂层负极极片立体示意图；图3为本实用新型三极耳单面涂层负极极片立体示意图；图4为本实用新型五极耳双面涂层负极极片立体示意图；图5为本实用新型充放电曲线图；图6为本实用新型充放电循环图。其中:1 一负极活性物质涂层；2 —负极集流体；2a —预留空白处；3 —负极极耳。
具体实施方式
`[0018]
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。一种镍镉电池镉负极极片，包括负极集流体2，还包括设置在负极集流体2上的负极活性物质涂层I和与负极集流体2连接的负极极耳3，负极集流体2的厚度为10 50 μ m且其上有孔径为0.5^25 μ m的微孔。负极极耳3的厚度为15"100 μ m,个数为1 5个。负极活性物质涂层I设置在负极集流体2的单面或者双面。作为一种优选方案:一种镍镉电池镉负极极片，包括负极活性物质涂层1、负极集流体2、负极极耳3三个部分组成；负极活性物质涂层I包括质量比依次为7.5: (0.5^1):(2飞)混合的纳米氧化镉(CdO)、纳米石墨、碳纳米管的活性物质混合物，负极集流体2由厚度为10 50 μ m且孔径约为0.5 25Mm多微孔的不锈钢箔制成。负极极耳3的厚度为15 100 μ m,个数为I 5个。其中，纳米氧化镉(CdO)的粒径为0.1 5 μ m，纳米石墨的粒径为20 lOOnm，碳纳米管为外径为10 30nm、长度为10 30 μ m的多壁碳纳米管(纯度大于90%的工业级碳纳米管);负极混合粘结剂占活性物质混合物质量的2 6%，负极混合粘结剂为等质量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)，负极混合粘结剂还可以是聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯固体含量为60%的聚四氟乙烯乳液或聚偏氟乙烯乳液，[0025]负极增稠剂占上述活性物质混合物质量的I 2%的，负极增稠剂为羧甲基纤维素钠(CMC)，蒸馏水占活性物质混合物质量25 45%，本实用新型特别适用于制造镍镉动力电池，也适用于各种类型、各种型号的圆柱形镍镉电池。实施例1如图广4所示，一种镍镉电池负极极片，负极活性物质涂层I为质量比依次为7.5:0.5:2混合的纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的活性物质混合物以及占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的活性物质混合物质量2%的等质量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的负极混合粘结剂，占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨混合物质量1%的羧甲基纤维素钠(CMC)负极增稠剂，以及占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的混合物质量25%的蒸馏水制作成浆料，经上浆涂覆于厚度为10 50 μ m的多微孔(孔径约为0.5 25Mm)的不锈钢箔负极集流体上2，经烘干、压制，在负极集流体2上形成负极活性物质涂层1，经过分切等工序，再在负极集流体的预留空白处2a用超声波或激光焊接I 5个负极极耳3。如图5飞所示，用本实用新型一种镍镉电池负极极片所组装成镍镉动力电池，在
0.5C及0.5C以上倍率充放电条件下，电池的循环寿命(放电容量小于设计容量75%时的充放电循环次数)超过800次，最高超过1000次。实施例2如图广4所示，一种镍镉电池负极极片，负极活性物质涂层I为质量比依次为
7.5:0.8:4混合的纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的活性物质混合物以及占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的活性物质混合物质量4%的等质量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的负极混合粘结剂，占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨混合物质量1.5%的羧甲基纤维素钠(CMC)负极增稠剂，以及占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的混合物质量35%的蒸馏水制作成浆料，经上浆涂覆于厚度为10 50 μ m的多微孔(孔径约为0.5 25Mm)的不锈钢箔负极集流体上2，经烘干、压制，在负极集流体2上形成负极活性物质涂层1，经过分切等工序，再在负极集流体的预留空白处2a用超声波或激光焊接I 5个负极极耳3。如图5飞所示，用本实用新型一种镍镉电池负极极片所组装成镍镉动力电池，在
0.5C及0.5C以上倍率充放电条件下，电池的循环寿命(放电容量小于设计容量75%时的充放电循环次数)超过800次，最高超过1000次。实施例3如图广4所示，一种镍镉电池负极极片，负极活性物质涂层I为质量比依次为
7.5:1:6混合的纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的活性物质混合物以及占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的活性物质混合物质量6%的等质量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的负极混合粘结剂，占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨混合物质量2%的羧甲基纤维素钠(CMC)负极增稠剂，以及占纳米氧化镉、碳纳米管、纳米石墨的混合物质量45%的蒸馏水制作成浆料，经上浆涂覆于厚 度为10 50 μ m的多微孔(孔径约为0.5 25Mm)的不锈钢箔负极集流体上2，经烘干、压制，在负极集流体2上形成负极活性物质涂层1，经过分切等工序，再在负极集流体的预留空白处2a用超声波或激光焊接I 5个负极极耳3。如图5飞所示，用本实用新型一种镍镉电池负极极片所组装成镍镉动力电池，在
0.5C及0.5C以上倍率充放电条件下，电池的循环寿命(放电容量小于设计容量75%时的充放电循环次数)超过800次，最高超过1000次。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏 离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种镍镉电池镉负极极片，包括负极集流体(2)，其特征在于:还包括设置在负极集流体(2)上的负极活性物质涂层(I)和与负极集流体(2)连接的负极极耳(3)，负极集流体(2)的厚度为10 50 μ m且其上有孔径为0.5 25 μ m的微孔。
2.根据权利要求1所述的一种镍镉电池镉负极极片，其特征在于:所述的负极极耳(3)的厚度为15 100 μ m,个数为Γ5个。
3.根据权利要求1所述的一种镍镉电池镉负极极片，其特征在于:所述的负极活性物质涂层(I) 设置在负极集流体(2)的单面或者双面。
专利摘要本实用新型公开了一种镍镉电池镉负极极片，包括负极集流体，还包括设置在负极集流体上的负极活性物质涂层和与负极集流体连接的负极极耳，负极集流体的厚度为10～50μm且其上有孔径为0.5~25μm的微孔。负极极耳的厚度为15~100μm，个数为1~5个。负极活性物质涂层设置在负极集流体的单面或者双面。用本实用新型技术生产的镍镉电池和镍镉动力电池，负极活性物质与负极集流体之间的附着性能大大提高，从而提高了负极活性物质的有效利用，减少了负极活性物质在使用过程中的脱落，使电极的大电流充放电效果显著提高，使得以此负极制造的电池具有较好的大电流充放电性能、较长的循环使用寿命。
文档编号H01M4/80GK203103407SQ20132007088
公开日2013年7月31日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者詹炳然, 罗社科, 詹金俊, 杨为, 王建红 申请人:广州市云通磁电有限公司