專利名稱：一種鎳氫電池負極板真空燒結(jié)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鎳氫電池負極板的制造方法，特別涉及一種采用專用真空爐對鎳氫電池負極板進行真空燒結(jié)和冷卻保護的制造方法。
背景技術(shù)：
負極板是制作鎳氫電池的主要部件，它的性能直接影響鎳氫電池的性能。目前普遍采用的負極板傳統(tǒng)工藝為鍍鎳鋼帶濕法加工和銅網(wǎng)干法加工，該兩種加工方法中均無真空燒結(jié)和冷卻保護工序，鍍鎳鋼帶濕法加工的負極板裝配成品電池后存在的缺陷是①板極單位密度小，電容量低，②電池壽命短，③電池耐過充、過放能力差。銅網(wǎng)干法加工的負極板存在的缺陷是整體強度和可焊性差，合格率低，成本高。因此要想提高電池的性能，提高合格率，降低成本，唯有探索出適用于能將負極板進行真空燒結(jié)的工藝方法。要試制，首先要解決設備問題，但一臺真空設備非常昂貴，一般需要資金幾十萬元，而且冷卻速度和外形結(jié)構(gòu)都不適用制造極板。為了達到投資少，見效快，必須自行設計一臺適用于負極板燒結(jié)工藝的真空爐。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于在加工負極板工藝流程中，施行真空燒結(jié)和冷卻保護工藝，以達到提高成品電池電性能和提高合格率降低成本的目的，本發(fā)明特提供一種鎳氫電池負極板真空燒結(jié)方法及施行該方法的專用設備——真空爐。
本發(fā)明為達到上述目的所采取的技術(shù)方案是一種鎳氫電池負極板真空燒結(jié)方法，其特征在于該方法采用真空爐完成真空燒結(jié)和冷卻保護操作，其操作步驟如下a.將壓制成型的負極板裝在盒子里，并將盒子分別碼放在真空爐的A、B兩個爐腔內(nèi)，關(guān)上爐蓋；b.啟動真空泵，將B爐腔抽真空十五分鐘，抽至2×10-2MPa時關(guān)閉真空泵，連續(xù)充放冷卻氣體三次進行冷卻保護，每次充氣五分鐘，放氣五分鐘，然后將B爐腔加熱至900℃后保溫十五分鐘；c.啟動A爐腔的真空泵，執(zhí)行上述B爐腔的操作b步驟；與此同時打開B爐腔冷卻水降溫，當溫度降至700℃以下時，取下封門，將爐套推向A爐腔，再插緊封門，同時打開B爐腔的風扇，當B爐腔溫度降至200℃以下時再充入冷卻氣體進行冷卻保護，當B爐腔內(nèi)溫度降至45℃以下時，關(guān)閉風扇、冷卻水及冷卻氣體，打開爐蓋，方可取出裝有負極板的盒子，B爐腔內(nèi)負極板真空燒結(jié)和冷卻保護操作步驟到此結(jié)束；d.A爐腔的操作繼續(xù)執(zhí)行上述B爐腔的c步驟，A、B兩爐腔交替循環(huán)操作。
當B爐腔的溫度降至700℃以下時，恰好為A爐腔需要加溫的時間，因此將B爐腔的爐套推向A爐腔后，A爐腔的溫度可迅速升溫至900℃，A、B兩爐腔交替循環(huán)操作，由此可節(jié)約能源提高效率。
采取上述技術(shù)方案加工的負極板與現(xiàn)有技術(shù)加工的負極板相比，具有如下特點1、負極板單位密度大、比能量大、電容量高經(jīng)真空燒結(jié)后，由現(xiàn)有濕法技術(shù)的220mAh/g左右增加到250mAh/g左右(含骨架)。
2、裝配后的電池壽命長經(jīng)真空燒結(jié)后，由現(xiàn)有的≥200次/0.5C增加到≥300次/0.5C充放電。
3、裝配后的電池耐過充、過放能力強經(jīng)真空燒結(jié)后，能達到1C充放。
4、負極板強度，柔韌性好，合格率高經(jīng)真空燒結(jié)后，合格率≥98％。
本發(fā)明設計的專用真空爐其特點是在真空狀態(tài)下加熱900℃，極板不損壞；由于設有滑輪使雙保溫(即保溫棉和耐高溫材料)結(jié)構(gòu)的爐套可在滑輪上移動，又由于采用雙爐腔結(jié)構(gòu)，固升溫、降溫快(A.B爐腔交替加溫冷卻)；冷卻水、冷卻氣體(氬氣)、風扇共同冷卻，使冷卻速度提高三倍；其成本低廉，操作方便，易于普及應用。
鎳氫電池目前廣泛應用于電子通訊、小型家電、各種電動工具、電動玩具等，經(jīng)真空燒結(jié)的鎳氫電池負極板會由于它的成本低、性價比高、穩(wěn)定性、可靠性高而具有廣闊的市場前景。
圖1是本發(fā)明中真空爐結(jié)構(gòu)示意圖并作為摘要附圖。
圖2是圖1中爐套的剖視圖。
圖3是圖1中爐蓋的示意圖。
圖中1.爐蓋，2.隔熱圈，3.爐腔(A、B)，4.連接裝置，5.爐套，6.保溫棉，7.耐高溫材料，8.電爐絲，9.爐管，10.爐管保護套，11.封門，12.爐架，13.滑輪，14.風扇。15.法蘭，16.把手，17.水套。
具體實施例方式
本發(fā)明是制造鎳氫電池負極板制造工藝中的真空燒結(jié)和冷卻保護工藝，制造鎳氫電池負極板的整個工藝流程是混粉→連續(xù)壓制成型→裁片、稱重、檢驗→真空燒結(jié)→冷卻保護→出爐檢驗包裝。
參照上述工藝流程及本發(fā)明公開的技術(shù)方案可以看出在進行真空燒結(jié)及冷卻保護之前的工藝流程也尤為重要，本發(fā)明技術(shù)方案中所述的壓制成型的負極板必須是混和不同顆粒度的合金粉并過篩攪拌均勻的混粉與鍍鎳鋼帶經(jīng)雙輥壓模機壓模成型，且嚴格按照檢驗標準，符合尺寸、重量、外觀的負極板才能進入真空燒結(jié)和冷卻保護流程。本發(fā)明技術(shù)方案中所述的充入冷卻氣體為氬氣。
參照圖1、2、3，該方法采用的真空爐包括開有定位槽的連接裝置4固定焊接的兩個爐腔3；在任意一個爐腔3的外表面套有爐套5；爐套5內(nèi)裝有爐管9；爐管9的內(nèi)表面設有爐管保護套10，爐管保護套10的內(nèi)表面與爐腔3的外表面為滑動連接，且留有縫隙；爐管9上繞有電爐絲8；電爐絲8的外表面纏有耐高溫材料7；在耐高溫材料7的外層上填充保溫棉6；保溫棉6外層及爐套5的兩端由金屬板封裝；在兩個爐腔3焊接的法蘭15上固定有隔熱圈2，且與爐套5密封接觸；在兩個爐腔3的兩端安裝有爐蓋1，爐蓋1的內(nèi)側(cè)面焊有水套17及開有密封槽，槽內(nèi)裝有密封圈且與兩個爐腔3密封接觸；爐套5的兩側(cè)安裝有把手16；在連接裝置4的定位槽里安插有封門11；所述的真空爐還包括與兩個爐腔3的兩端焊接為一體的爐架12；在兩個爐腔3的底部且與其平行的爐架12上裝有兩組與爐套5為滑動配合的滑輪13；在兩個爐腔3的底部的爐架12上安裝有風扇14。
參照圖1、2，耐高溫材料7可以采用高鋁酸棉或其它耐高溫材料；封裝爐套5的金屬板可以是鐵板或不銹鋼板；爐蓋1、爐套5兩端及封門11內(nèi)填充保溫棉6；爐腔3可采用耐熱不銹鋼材料，連接裝置4上的定位槽分別開在兩端的連接管上，連接管上分別焊接法蘭，法蘭之間由螺釘連接，螺釘外套有隔熱圈；為了便于安插，封門11可采取開放結(jié)構(gòu)，即可將封門11設計為兩個半圓形狀，將兩個半圓形封門11安插在定位槽里，以起到封住爐套5的熱量及定位作用。
參照圖3，爐蓋1上還開有冷卻水和冷卻氣體的進出口，以安裝冷卻水管和冷卻氣體管。
權(quán)利要求
1.一種鎳氫電池負極板真空燒結(jié)方法，其特征在于該方法采用真空爐完成真空燒結(jié)和冷卻保護操作，其操作步驟如下a.將壓制成型的負極板裝在盒子里，并將盒子分別碼放在真空爐的A、B兩個爐腔內(nèi)，關(guān)上爐蓋；b.啟動B爐腔真空泵，將B爐腔抽真空十五分鐘，抽至2×10-2MPa時關(guān)閉真空泵，連續(xù)充放冷卻氣體三次進行冷卻保護，每次充氣五分鐘，放氣五分鐘，然后將B爐腔加熱至900C后保溫十五分鐘；c.啟動A爐腔的真空泵，執(zhí)行上述B爐腔的操作b步驟；與此同時打開B爐腔冷卻水降溫，當溫度降至700C以下時，取下封門，將爐套推向A爐腔，再插緊封門，同時打開B爐腔的風扇，當B爐腔溫度降至200℃以下時再充入冷卻氣體進行冷卻保護，當B爐腔內(nèi)溫度降至45℃以下時，關(guān)閉風扇、冷卻水及冷卻氣體，打開爐蓋，方可取出裝有負極板的盒子，B爐腔內(nèi)負極板真空燒結(jié)和冷卻保護操作步驟到此結(jié)束；d.A爐腔的操作繼續(xù)執(zhí)行上述B爐腔的c步驟，A、B兩爐腔交替循環(huán)操作。
2.如權(quán)利要求1所述的鎳氫電池負極板真空燒結(jié)方法，其特征在于該方法采用的真空爐包括開有定位槽的連接裝置(4)固定焊接的兩個爐腔(3)；在任意一個爐腔(3)的外表面套有爐套(5)；爐套(5)內(nèi)裝有爐管(9)；爐管(9)的內(nèi)表面設有爐管保護套(10)，爐管保護套(10)的內(nèi)表面與爐腔(3)的外表面為滑動連接，且留有縫隙；爐管(9)上繞有電爐絲(8)；電爐絲(8)的外表面纏有耐高溫材料(7)；在耐高溫材料(7)的外層上填充保溫棉(6)；保溫棉(6)外層及爐套(5)的兩端由金屬板封裝；在兩個爐腔(3)焊接的法蘭(15)上套固定有隔熱圈(2)，且與爐套(5)密封接觸；在兩個爐腔(3)的兩端安裝有爐蓋(1)，爐蓋(1)的內(nèi)側(cè)面焊有水套(17)及開有密封槽，槽內(nèi)裝有密封圈且與兩個爐腔(3)密封接觸；爐套(5)的兩側(cè)安裝有把手(16)；在連接裝置(4)的定位槽里安插有封門(11)；所述的真空爐還包括與兩個爐腔(3)的兩端焊接為一體的爐架(12)；在兩個爐腔(3)的底部且與其平行的爐架(12)上裝有兩組與爐套(5)為滑動配合的滑輪(13)；在兩個爐腔(3)的底部的爐架(12)上安裝有風扇(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎳氫電池負極板的制造方法，特別涉及一種采用專用真空爐對鎳氫電池負極板進行真空燒結(jié)和冷卻保護的制造方法。該方法是將壓制成型的負極板裝在A、B兩個爐腔內(nèi)抽真空至2×10
文檔編號H01M4/26GK1599105SQ200410020328
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者馬志剛, 董小梅 申請人:馬志剛