專(zhuān)利名稱(chēng)：鋼帶式鐵電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于二次電池負(fù)極的鋼帶式鐵電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
二次電池又稱(chēng)為充電電池，是指在電池放電后可通過(guò)充電的方式使活性物質(zhì)激活而反復(fù)使用的電池。其中鐵氧化鎳電池是以鐵電極作為電池的負(fù)極?，F(xiàn)有的鐵電極采用的是袋式結(jié)構(gòu)，即通過(guò)機(jī)械設(shè)備將四氧化三鐵，添加劑，導(dǎo)電劑等混合粉包在鍍鎳鋼帶做成的袋狀極板條內(nèi)。根據(jù)容量需要，將所需數(shù)量的極板條通過(guò)機(jī)械作用力拼接在一起，然后按要求尺寸裁切成不同寬。C的極板毛坯，再將毛坯裝進(jìn)極板框內(nèi)，經(jīng)過(guò)壓紋形成極板，最后將極板焊接或裝配在集流板上形成完整的鐵電極。但這種袋式鐵電極的制作工藝復(fù)雜，設(shè)備投入大，大電流放電能力較弱，活性物質(zhì)與集流體鋼帶間距大，造成活性物質(zhì)利用率低，適用范圍窄，一般僅適合制作中低倍率放電的鐵鎳電池(IC倍率以下電流放電)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種成本低、使用壽命長(zhǎng)、制作工藝簡(jiǎn)單、大電流放電能力強(qiáng)、能滿(mǎn)足高倍率電池放電要求的鋼帶式鐵電極及其制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種鋼帶式鐵電極，包括毛刺鋼帶基體、設(shè)置在毛刺鋼帶基體表面的活性物質(zhì)漿料，所述毛刺鋼帶基體是由平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)后整體化學(xué)鍍鎳而成，所述的活性物質(zhì)漿料是由各組分按照以下重量百分比制成四氧化三鐵85 95%、添加劑I 5%、導(dǎo)電劑3 7%、粘結(jié)劑I 3%ο所述的添加劑為硫酸鎳、氫氧化鎳、稀土氧化物中的至少一種。所述的導(dǎo)電劑為石墨或者乙炔黑。所述的粘結(jié)劑為HPMC、CMC、PTFE乳液中的至少一種。所述的鋼帶式鐵電極的制備方法，其制備方法包括如下步驟
步驟I、毛刺鋼帶基體的制備根據(jù)要制備的鋼帶式鐵電極取平面鋼帶，將所取的平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)，然后整體化學(xué)鍍鎳，制得毛刺鋼帶基體；
步驟2、活性物質(zhì)漿料的制備在室溫下，首先將重量百分比為85 95%的四氧化三鐵、重量百分比為I 5%的添加劑、重量百分比為3 7%的導(dǎo)電劑均勻混合，然后加入由重量百分比為I 3%的粘結(jié)劑配制成的質(zhì)量濃度為8%的粘結(jié)劑水溶液調(diào)制，攪拌I小時(shí)至均勻，制成活性物質(zhì)漿料；
步驟3、鋼帶式鐵電極的成型將步驟2制備的活性物質(zhì)漿料按極板增重要求均勻涂覆于步驟I制備的毛刺鋼帶 基體的表面，在60 80°C下烘干，然后用滾壓機(jī)壓至毛刺鋼帶基體上每立方厘米有3克活性物質(zhì)漿料的厚度，再經(jīng)切片機(jī)沖切，最后用點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊極耳，制得鋼帶式鐵電極。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明采用毛刺鋼帶基體作為集流體，將四氧化三鐵、添加劑、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑制成的活性物質(zhì)漿料直接涂覆在毛刺鋼帶基體上，經(jīng)烘干、壓片、沖切、點(diǎn)焊極耳、制成鋼帶式鐵電極；由于毛刺鋼帶基體獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)，四氧化三鐵與集流體間的距離大大縮短，提高了活性物質(zhì)的利用率；本發(fā)明的鋼帶式鐵電極的大電流放電能力明顯加強(qiáng)，能滿(mǎn)足鐵鎳電池高倍率放電的要求，進(jìn)而能使得鐵鎳電池作為電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電源，具有好大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；另外，本發(fā)明的還有具有成本低、制作工藝簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。由實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的鋼帶式鐵電極與傳統(tǒng)袋式鐵電極相比，活性物質(zhì)利用率提高了 14 18. 7%，大電流放電能力提高了 45 48%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I
取四氧化三鐵85克、添加劑5克、導(dǎo)電劑7克、粘接劑3克。本發(fā)明鋼帶式鐵電極及其制備方法一種鋼帶式鐵電極，包括毛刺鋼帶基體、設(shè)置在毛刺鋼帶基體表面的活性物質(zhì)漿料，所述毛刺鋼帶基體是由平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)后整體化學(xué)鍍鎳而成，所述的活性物質(zhì)漿料是由各組分按照以下重量百分比制成四氧化三鐵85克、添加劑5克、導(dǎo)電劑7克、粘結(jié)劑3克。所述的添加劑為硫酸鎳、氫氧化鎳、稀土氧化物中的至少一種。所述的導(dǎo)電劑為石墨或者乙炔黑。所述的粘結(jié)劑為HPMC乳液、CMC乳液、PTFE乳液中的至少一種。所述的鋼帶式鐵電極的制備方法，其制備方法包括如下步驟
步驟I、毛刺鋼帶基體的制備根據(jù)要制備的鋼帶式鐵電極取平面鋼帶，將所取的平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)，然后整體化學(xué)鍍鎳，制得毛刺鋼帶基體；
步驟2、活性物質(zhì)漿料的制備在室溫下，首先將重量為85克的四氧化三鐵、重量為5克的添加劑、重量為7克的導(dǎo)電劑均勻混合，然后加入由重量為3克的粘結(jié)劑配制成的質(zhì)量濃度為8%的粘結(jié)劑水溶液37. 5克調(diào)制，攪拌I小時(shí)至均勻，制成活性物質(zhì)漿料；
步驟3、鋼帶式鐵電極的成型將步驟2制備的活性物質(zhì)漿料按極板增重要求均勻涂覆于步驟I制備的毛刺鋼帶基體的表面，在60 80°C下烘干，然后用滾壓機(jī)壓至毛刺鋼帶基體上每立方厘米有3克活性物質(zhì)漿料的厚度，再經(jīng)切片機(jī)沖切，最后用點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊極耳，制得鋼帶式鐵電極。傳統(tǒng)袋式鐵電極將四氧化三鐵85克、添加劑5克、導(dǎo)電劑7克混合均勻，然后通過(guò)機(jī)械設(shè)備將混合物包在鍍鎳鋼帶做成的袋狀極板條內(nèi)，然后壓成極板，最后將極板點(diǎn)焊極耳，制成袋式鐵電極。將上述制得的本發(fā)明的鋼帶式鐵電極和上述制得的傳統(tǒng)袋式鐵電極用聚丙烯無(wú)紡布和聚乙烯輻射接枝膜組成的隔膜隔開(kāi)，組成疊片式鐵鎳電池，裝入尼龍塑料殼內(nèi)，然后灌注比重為I. 25克每毫升的氫氧化鉀水溶液(溶液中還內(nèi)含O. 015克每毫升的氫氧化鋰)，擱置12小時(shí)，再經(jīng)充放電活化即成為鐵鎳電池。
0020]I)上述制得的鐵鎳電池以O(shè). 25C充電8小時(shí)，停放30分鐘，以O(shè). 2C放電至I. 0V,計(jì)算出該鐵鎳電池放電容量。2)上述制得的鐵鎳電池以O(shè). 25C充電8小時(shí)，停放30分鐘，以IOC放電至O. 8V,
計(jì)算出鐵鎳電池放電容量。按照電池以鐵電極理論容量的O. IC充電10小時(shí)，停30分鐘，然后以鐵電極理論容量O. IC放電至 O. 55V (相對(duì)鋅參比電極)的準(zhǔn)則，計(jì)算出鐵電極中活性物質(zhì)的克容量。實(shí)施例I制得的本發(fā)明鋼帶式鐵電極與傳統(tǒng)袋式鐵電極活性物質(zhì)利用率和大電流放電能力比較如下表
權(quán)利要求
1.一種鋼帶式鐵電極，包括毛刺鋼帶基體、設(shè)置在毛刺鋼帶基體表面的活性物質(zhì)，其特征在于所述毛刺鋼帶基體是由平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)后整體化學(xué)鍍鎳而成，所述的活性物質(zhì)漿料是由各組分按照以下重量百分比制成四氧化三鐵85 95%、添加劑I 5%、導(dǎo)電劑3 7%、粘結(jié)劑I 3%。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼帶式鐵電極，其特征在于所述的添加劑為硫酸鎳、氫氧化鎳、稀土氧化物中的至少一種。
3.如權(quán)利要求I所述的鋼帶式鐵電極，其特征在于所述的導(dǎo)電劑為石墨或者乙炔黑。
4.如權(quán)利要求I所述的鋼帶式鐵電極，其特征在于所述的粘結(jié)劑為HPMC、CMC、PTFE乳液中的至少一種。
5.一種制備如權(quán)利要求I 4之一所述的鋼帶式鐵電極的制備方法,其特征在于其制備方法包括如下步驟 步驟I、毛刺鋼帶基體的制備根據(jù)要制備的鋼帶式鐵電極取平面鋼帶，將所取的平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)，然后整體化學(xué)鍍鎳，制得毛刺鋼帶基體； 步驟2、活性物質(zhì)漿料的制備在室溫下，首先將重量百分比為85 95%的四氧化三鐵、重量百分比為I 5%的添加劑、重量百分比為3 7%的導(dǎo)電劑均勻混合，然后加入由重量百分比為I 3%的粘結(jié)劑配制成的質(zhì)量濃度為8%的粘結(jié)劑水溶液調(diào)制，攪拌I小時(shí)至均勻，制成活性物質(zhì)漿料； 步驟3、鋼帶式鐵電極的成型將步驟2制備的活性物質(zhì)漿料按極板增重要求均勻涂覆于步驟I制備的毛刺鋼帶基體的表面，在60 80°C下烘干，然后用滾壓機(jī)壓至毛刺鋼帶基體上每立方厘米有3克活性物質(zhì)漿料的厚度，再經(jīng)切片機(jī)沖切，最后用點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊極耳，制得鋼帶式鐵電極。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于二次電池負(fù)極的鋼帶式鐵電極及其制備方法，它包括毛刺鋼帶基體、設(shè)置在毛刺鋼帶基體表面的活性物質(zhì)，毛刺鋼帶基體是由平面鋼帶經(jīng)機(jī)械沖孔成為三維結(jié)構(gòu)后整體化學(xué)鍍鎳而成，活性物質(zhì)漿料是由各組分按照以下重量百分比制成四氧化三鐵85～95%、添加劑1～5%、導(dǎo)電劑3～7%、粘結(jié)劑1～3%；本發(fā)明采用了毛刺鋼帶作為基體，在毛刺鋼帶基體上涂覆活性物質(zhì)漿料，由于毛刺鋼帶基體獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)，活性物質(zhì)與集流體間的距離大大縮短，提高了活性物質(zhì)的利用率，具有成本低、使用壽命長(zhǎng)、制作工藝簡(jiǎn)單、大電流放電能力強(qiáng)、能滿(mǎn)足高倍率電池放電要求的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/70GK102623713SQ201210112578
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者李喜歌, 李永創(chuàng), 李群杰, 楊玉鋒 申請(qǐng)人:河南創(chuàng)力新能源科技有限公司