專利名稱：：鎳氫蓄電池電極板、鎳氫蓄電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種大容量鎳氫蓄電池及其制備方法，屬于鎳氫蓄電池制造
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：鎳氫蓄電池是鎘鎳蓄電池的替代產(chǎn)品，產(chǎn)量較大，而且應(yīng)用范圍廣。傳統(tǒng)的鎳氫蓄電池除電解液外，結(jié)構(gòu)上一般均為(l)正極板制備方法主要三種一是在燒結(jié)的多孔鎳基體內(nèi)，采用化學或電化學方法填充氫氧化亞鎳活性物質(zhì)制得正極板；二是采用泡沫或纖維鎳基體，用涂漿填充活性物質(zhì)制得正極板；三是采用拉漿或滾軋方法經(jīng)干燥制得正極板；(2)負極板制備方法主要三種一是把吸氫合金粉末或其氫化物加壓成型，在真空中于800°C90(TC燒結(jié)lh，冷卻過程中通入氫氣，制得負極板；二是把氫化鈦與羧基鎳粉混合均勻后，填充到泡沫鎳微孔中，加壓后在真空中于95(TC燒結(jié)lh2h，得到多孔狀鈦鎳吸氫負極板；三是采用拉漿方法將活性物質(zhì)粘接在基體上，經(jīng)干燥制得負極板；(2)隔離物采用隔膜將正負極板隔開；(3)電池容器采用塑料或鋼制電池槽；(4)輔助零部件集流片、氣塞、絕緣墊片等。此種結(jié)構(gòu)的鎳氫蓄電池具有比能量高、綠色環(huán)保、無記憶效應(yīng)、有良好的耐過充、過放特性。但是這種結(jié)構(gòu)的鎳氫蓄電池循環(huán)使用壽命短，在使用過程中容易發(fā)生熱失控，使用安全性差，生產(chǎn)出的蓄電池的容量較小。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種容量較大的鎳氫蓄電池電極板及其制備方法。本發(fā)明還要提供一種循環(huán)使用壽命長、使用安全性好、容量較大的鎳氫蓄電池。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是鎳氫蓄電池電極板，包括多條極板條相互拼接而成的極板毛坯、安裝極板毛坯的極板框和包裹在極板條中間的正、負極活性物質(zhì)。鎳氫蓄電池，包括鎳氫蓄電池正極板、負極板、隔離物、電池容器、電解液、正集流板、負集流板和極柱，所述鎳氫蓄電池正極板和負極板采用上述的鎳氫蓄電池電極板。本發(fā)明的有益效果是1)本發(fā)明蓄電池的極板可根據(jù)需要加工成所需尺寸，極板的數(shù)量可以根據(jù)蓄電池容量的需要進行焊接，采用集流板與正、負極板乙炔焊接或凸鉚焊接，焊接成的極組機械強度非常高，這樣生產(chǎn)出的蓄電池容量較傳統(tǒng)的圓柱或方形鎳氫蓄電池就大大提高，容量可達1000Ah以上。2)本發(fā)明蓄電池極板厚度是傳統(tǒng)的鎳氫蓄電池極板厚度的24倍，從而使單位面積上的活性物質(zhì)量是傳統(tǒng)的鎳氫蓄電池極板的24倍，使得蓄電池極板容量在單位面積上提高了23倍。3)本發(fā)明的鎳氫蓄電池采用新型的鎳氫正負極板，循環(huán)壽命長，加之隔離物采用了具有抗氧化性極高的塑料隔板以及蓄電池富液式的設(shè)計，避免了蓄電池在使用過程中出現(xiàn)熱失控，較傳統(tǒng)的貧液式鎳氫蓄電池壽命長23倍，降低了使用成本。4)本發(fā)明的鎳氫蓄電池的放電倍率可以滿足鎳氫蓄電池高、中、低倍率放電要求，放電電壓穩(wěn)定，質(zhì)量非?？煽俊D1是本發(fā)明的鎳氫蓄電池電極板的主視圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是圖1中的極板毛坯的主視圖。圖4是圖3的A部放大圖。圖5是圖3的左視圖。圖6是圖5的B部放大圖。圖7是本發(fā)明鎳氫蓄電池的局部剖視圖。具體實施例方式如圖1-圖6所示，本發(fā)明的鎳氫蓄電池電極板包括多條極板條1相互緊密拼接而成的極板毛坯、安裝極板毛坯的極板框2和包裹在極板條1中間的正、負極活性物質(zhì)。其中，極板條1是中間包裹有正、負極活性物質(zhì)的穿孔鋼帶，且每根極板條1之間相互咬合。上述穿孔鋼帶的厚度一般為0.08mm0.lmm，常用0.lmm。穿孔鋼帶的寬度根據(jù)電池放電倍率進行選擇，比如19mm、21mm、23mm或25mm的規(guī)格。穿孔鋼帶表面鍍鎳的厚度一般為2iim3iim。穿孔鋼帶穿孔的目的是為了讓電解液與鋼帶內(nèi)的正、負極活性物質(zhì)充分接觸，有利于蓄電池的充放電。穿孔鋼帶的孔率一般控制在10%25%，穿孔鋼帶上孔的孔徑一般為0.25mm±0.05mm。上述正極活性物質(zhì)的重量百分比組成為78%80%的氫氧化亞鎳、2.5%3.5%的氧化亞鈷、17%19%的鱗片石墨粉。上述負極活性物質(zhì)的重量百分組成為93%97%的貯氫合金粉、0.5%1%的氧化亞鈷、1%6%的鱗片石墨粉。其中，貯氫合金粉可采用LaNi5、CaCu5等貯氫合金粉。上述正、負極活性物質(zhì)的粒度與所用穿孔鋼帶的孔徑匹配。正極板3厚度在1.6mm4.0mm之間，負極板4厚度在1.2mm3.6mm之間。本發(fā)明的鎳氫蓄電池電極板的制備方法是將粉末狀的混合均勻的正、負極活性物質(zhì)包裹在穿孔鋼帶內(nèi)制成極板條1內(nèi)，再將所需數(shù)量的極板條1上下相互咬合，經(jīng)過壓紋機的滾筒滾壓，形成一個整體的極板毛坯大條，將極板毛坯大條通過剪床切成所需長度的極板毛坯，安裝在極板框2中，經(jīng)模具沖壓后即制得本發(fā)明的鎳氫蓄電池正、負極板。本發(fā)明的鎳氫蓄電池包括上述鎳氫蓄電池正極板3、負極板4、隔離物5、電池容器6、電解液、正集流板7、負集流板8、極柱9等，其中，正集流板7和負集流板8分別連接極柱9與正極板3和負極板4，正集流板7與正極板3、負集流板8與負極板4之間采用乙炔焊接或凸鉚焊接，隔離物5采用抗氧化性極高的塑料隔板，如圖7所示。上述塑料隔板的厚度在0.5mm2.Omm之間。上述電解液是采用密度為1.20g/crn^含20g/l氫氧化鋰的氫氧化鉀水溶液，蓄電池內(nèi)的電解液以富液式存在。上述電池容器6可以采用耐酸堿并有一定機械強度的塑料，如PP、MBS、ABS、AS等，或鍍鎳鋼板、不銹鋼板等制成本發(fā)明的鎳氫蓄電池可以根據(jù)蓄電池容量采用多片正極板3和負極板4，通過控制穿孔鋼帶的寬度加工成高、中、低不同倍率的鎳氫蓄電池。實施例1:(1)鎳氫蓄電池正極板的制備將氫氧化亞鎳、鱗片石墨粉、氧化亞鈷按質(zhì)量比79.5:17.4:3.1的比例用攪拌機混合均勻，制成正極活性物質(zhì)，通過包粉機將正極活性物質(zhì)包裹在O.lmmX25mm的穿孔鋼帶內(nèi)，控制極板50mm小條重為6.Og，極板毛坯采用14個拼條，控制極板毛坯重量在226g234g，極板毛坯尺寸為138mmX194mmX3.5mm，極板毛坯裝入極板框經(jīng)沖壓制得正極板，正極板尺寸為141mmX231mmX3.7mm，采用10片正極板；(2)鎳氫蓄電池負極板的制備將貯氫合金粉(LaNi5)、鱗片石墨粉、氧化亞鈷按質(zhì)量比97:2:1的比例用攪拌機混合均勻，制成負極活性物質(zhì)，通過包粉機將負極活性物質(zhì)包裹在O.lmmX21mm的穿孔鋼帶內(nèi)，控制極板50mm小條重在4.5g，極板毛坯采用14個拼條，控制極板毛坯重量在170g178g，極板毛坯尺寸為138mmX194mmX1.8mm，極板毛坯裝入極板框經(jīng)沖壓制得負極板，負極板尺寸為141mmX231mmX2.lmm，采用9片負極板；(3)隔離物采用聚丙烯注塑成型的隔板，尺寸為230mmX141mmX1.0mm;(4)電池容器采用改性PP注塑成型的蓄電池殼蓋，尺寸為162.5mmX104.5mmX290mm與162.5mmX104.5mmX16mm;(5)輔助零部件2個極柱、正負集流板各1個、2個極柱套管(正紅負黑各l個)、4個密封圈、4個六角薄螺母、平墊圈2個固定極組、1個裝配氣塞、1個固定框。由以上結(jié)構(gòu)組成的鎳氫蓄電池，放電電壓穩(wěn)定，質(zhì)量非常可靠。以下是該蓄電池的性能檢測數(shù)據(jù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2:(1)鎳氫蓄電池正極板的制備將氫氧化亞鎳、鱗片石墨粉、氧化亞鈷按質(zhì)量比80:17.5:2.5的比例用攪拌機混合均勻，制成正極活性物質(zhì)，通過包粉機將正極活性物質(zhì)包裹在O.lmmX25mm的穿孔鋼帶內(nèi)，控制極板50mm小條重為6.Og，極板毛坯采用17個拼條，控制極板毛坯重量在297g308g，極板毛坯尺寸為148mmX230mmX3.3mm，極板毛坯裝入極板框經(jīng)沖壓制得正極板，正極板尺寸為151mmX268mmX3.3mm，采用15片正極板；(2)鎳氫蓄電池負極板的制備將貯氫合金粉(LaNi5)、鱗片石墨粉、氧化亞鈷按質(zhì)量比95:4:1的比例用攪拌機混合均勻，制成負極活性物質(zhì)，通過包粉機將負極活性物質(zhì)包裹在O.lmmX21mm的穿孔鋼帶內(nèi)，控制極板50mm小條重在4.5g，極板毛坯采用17個拼條，控制極板毛坯重量在221g232g，極板毛坯尺寸為148mmX230mmX1.8mm，極板毛坯裝入極板框經(jīng)沖壓制得負極板，負極板尺寸為151mmX268mmX2.lmm，采用14片負極板；(3)隔離物采用聚丙烯注塑成型的隔板，尺寸為268mmX150mmX1.Omm;(4)電池容器采用改性PP注塑成的電池殼蓋，尺寸為168.5mmX150.5mmX333mm與168.5mmX150.5mmX16mm;(5)輔助零部件2個極柱、正負下集流板各1個、2個極柱套管(正紅負黑各l個)、4個密封圈、4個六角薄螺母、平墊圈2個固定極組、1個裝配氣塞、1個固定框。由以上結(jié)構(gòu)組成的鎳氫蓄電池，放電電壓穩(wěn)定，質(zhì)量非?？煽?。以下是該蓄電池的性能檢測數(shù)據(jù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3:(1)鎳氫蓄電池正極板的制備將氫氧化亞鎳、鱗片石墨粉、氧化亞鈷按質(zhì)量比78:19:3的比例用攪拌機混合均勻，制成正極活性物質(zhì)，通過包粉機將正極活性物質(zhì)包裹在0.lmmX25mm的穿孔鋼帶內(nèi)，控制極板50mm小條重為5.4g，極板毛坯采用16個拼條，控制極板毛坯重量在236g243g，極板毛坯尺寸為138mmX220mmX3.lmm，極板毛坯裝入極板框經(jīng)沖壓制得正極板，正極板尺寸為141mmX266mmX3.3mm，采用28片正極板；(2)鎳氫蓄電池負極板的制備將貯氫合金粉(LaNi5)、鱗片石墨粉、氧化亞鈷按質(zhì)量比93.2:6:0.8的比例用攪拌機混合均勻，制成負極活性物質(zhì)，通過包粉機將負極活性物質(zhì)包裹在O.lmmX21mm的穿孔鋼帶內(nèi)，控制極板50mm小條重在4.lg，極板毛坯采用16個拼條，控制極板毛坯重量在176g186g，極板毛坯尺寸為138mmX220mmX1.7mm，極板毛坯裝入極板框經(jīng)沖壓制得負極板，負極板尺寸為141mmX266mmX2.lmm，采用27片負極板；(3)隔離物采用聚丙烯注塑成型的隔板，尺寸為268mmX150mmX1.Omm;(4)電池容器采用MBS與ABS注塑成型的電池殼蓋，尺寸為288mmXI74mmX460mm與280mmX165mmX26mm;(5)輔助零部件2個極柱、正負下集流板各1個、2個極柱套管(正紅負黑各l個)、4個密封圈、4個六角薄螺母、平墊圈2個固定極組、1個裝配氣塞、1個固定框。由以上結(jié)構(gòu)組成的鎳氫蓄電池，放電電壓穩(wěn)定，質(zhì)量非常可靠。以下是該蓄電池的性能檢測數(shù)據(jù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述3個實施例的性能檢測數(shù)據(jù)的終止電壓都是1.0V。權(quán)利要求鎳氫蓄電池電極板，其特征在于包括多條極板條(1)相互拼接而成的極板毛坯、安裝極板毛坯的極板框(2)和包裹在極板條(1)中間的正、負極活性物質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池電極板，其特征在于所述極板條(1)是中間包裹有正、負極活性物質(zhì)的穿孔鋼帶，且每根極板條(1)之間相互咬合。3.如權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池電極板，其特征在于所述正極活性物質(zhì)的重量百分比組成為78%80%的氫氧化亞鎳、2.5%3.5%的氧化亞鈷、17%19%的鱗片石墨粉；所述負極活性物質(zhì)的重量百分組成為93%97%的貯氫合金粉、0.5%1%的氧化亞鈷、1%6%的鱗片石墨粉。4.鎳氫蓄電池電極板的制備方法，其特征在于該方法是將粉末狀的混合均勻的正、負極活性物質(zhì)包裹在極板條(1)內(nèi)，再將所需數(shù)量的極板條(1)上下相互咬合，經(jīng)過滾壓形成極板毛坯大條，將極板毛坯大條切成所需長度的極板毛坯，安裝在極板框(2)中，經(jīng)模具沖壓后即成。5.鎳氫蓄電池，包括鎳氫蓄電池正極板(3)、負極板(4)、隔離物(5)、電池容器(6)、電解液、正集流板(7)、負集流板(8)和極柱(9)，其特征在于所述鎳氫蓄電池正極板(3)和負極板(4)采用權(quán)利要求1所述的鎳氫蓄電池電極板。6.如權(quán)利要求5所述的鎳氫蓄電池，其特征在于所述正集流板(7)和負集流板(8)分別連接極柱(9)與正極板(3)和負極板(4)。7.如權(quán)利要求5所述的鎳氫蓄電池，其特征在于所述正集流板(7)與正極板(3)、負集流板(8)與負極板(4)之間采用乙炔焊接或凸鉚焊接。8.如權(quán)利要求5所述的鎳氫蓄電池，其特征在于所述隔離物(5)采用塑料隔板。9.如權(quán)利要求5所述的鎳氫蓄電池，其特征在于所述電解液以富液式存在。10.如權(quán)利要求4所述的鎳氫蓄電池，其特征在于所述鎳氫蓄電池可以加工成高、中、低不同倍率的鎳氫蓄電池。全文摘要本發(fā)明提供一種容量較大的鎳氫蓄電池電極板及其制備方法。本發(fā)明還提供一種循環(huán)使用壽命長、使用安全性好、容量較大的鎳氫蓄電池。鎳氫蓄電池電極板，包括多條極板條相互拼接而成的極板毛坯、安裝極板毛坯的極板框和包裹在極板條中間的正、負極活性物質(zhì)。鎳氫蓄電池，包括鎳氫蓄電池正極板、負極板、隔離物、電池容器、電解液、正集流板、負集流板和極柱，所述鎳氫蓄電池正極板和負極板采用上述的鎳氫蓄電池電極板。本發(fā)明蓄電池的極板可根據(jù)需要加工成所需尺寸，采用集流板與正、負極板乙炔焊接或凸鉚焊接，焊接成的極組機械強度非常高，這樣生產(chǎn)出的蓄電池容量較傳統(tǒng)的圓柱或方形鎳氫蓄電池就大大提高。文檔編號H01M4/24GK101702434SQ20091030928公開日2010年5月5日申請日期2009年11月4日優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日發(fā)明者劉明章,蒲美,郭圣文申請人:四川長虹電器股份有限公司