一種高容量高功率鎳鎘充電電池制造技術(shù)

一種鎳鎘電池，包括有鎳正電極和鎘負(fù)電極，其特征是：　　　　（１）鎳正電極包括第一骨架和附著于第一骨架上的第一活性物質(zhì)，所述第一骨架為泡沫鎳或纖維鎳，所述第一活性物質(zhì)包括氫氧化鎳或羥基氧化鎳；　　　　（２）鎘負(fù)電極包括第二骨架和附著于骨架上的第二活性物質(zhì)，所述第二骨架為金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶，所述第二活性物質(zhì)包括電沉積于第二骨架上的活性鎘。（*該技術(shù)在2013年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種充電電池，尤指一種高容量高功率的鎳鎘充電電池。
技術(shù)介紹
隨著電子通信技術(shù)的快速發(fā)展，便攜式電子及通信裝置的市場(chǎng)需求量迅速發(fā)展擴(kuò)大。相應(yīng)地，用戶對(duì)作為動(dòng)力源的充電電池亦提出了越來(lái)越高的要求，例如比能量(容量)要大、大電流快速充放電性能要好，以便更好地滿足高功率電子及通信裝置的要求。而電極作為電池的核心部件，是改善電池性能之關(guān)鍵。目前，針對(duì)鎳鎘電池而言，通常有如下幾種結(jié)構(gòu)第一，傳統(tǒng)的電沉積鎘負(fù)電極配燒結(jié)式的鎳正電極。第二，拉漿鎘負(fù)電極配燒結(jié)式的鎳正電極。第三，拉漿鎘負(fù)電極配泡沫鎳正電極。由于燒結(jié)式鎳正電極強(qiáng)度好，所以可先經(jīng)過(guò)單電極化成處理來(lái)調(diào)整其荷電狀態(tài)從而既可以與荷電態(tài)的電沉積鎘負(fù)電極相匹配，也可以與放電態(tài)的拉漿鎘負(fù)電極相匹配制成鎳鎘電池。然而，由于放電態(tài)的泡沫鎳正電極經(jīng)過(guò)單電極化成處理后電極強(qiáng)度會(huì)變得很差、易斷裂，因而無(wú)法先調(diào)整其荷電狀態(tài)而與荷電態(tài)的電沉積鎘負(fù)電極相匹配，只能與放電態(tài)的拉漿鎘負(fù)電極相匹配制成鎳鎘電池。傳統(tǒng)的電沉積鎘負(fù)電極配燒結(jié)式鎳正電極制成的鎳鎘電池具有良好的大電流充放電性能，即高功率性能，但其缺點(diǎn)也很明顯，例如燒結(jié)鎳正極的設(shè)備投資大、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、電池容量不夠高，比泡沫鎳正極容量低15-30％。如果可以將電沉積鎘負(fù)電極與泡沫鎳正電極搭配而制成鎳鎘充電電池，則此種電池具有高容量和高功率的特點(diǎn)。然而，如前所述，由于這兩種電極分別為荷電態(tài)及放電態(tài)而無(wú)法匹配，目前未見(jiàn)有關(guān)此種鎳鎘充電電池的報(bào)導(dǎo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于公知技術(shù)的不足，本技術(shù)的目的在于提供一種高容量高功率鎳鎘充電電池。為達(dá)到上述目的，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種鎳鎘電池，包括有鎳正電極和鎘負(fù)電極，其中，(1)鎳正電極包括第一骨架和附著于第一骨架上的第一活性物質(zhì)，所述第一骨架為泡沫鎳或纖維鎳，所述第一活性物質(zhì)包括氫氧化鎳或羥基氧化鎳；(2)鎘負(fù)電極包括第二骨架和附著于骨架上的第二活性物質(zhì)，所述第二骨架為金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶，所述第二活性物質(zhì)包括電沉積于第二骨架上的活性鎘。在本技術(shù)中，所述活性鎘是在Cd2+為主要陽(yáng)離子成份的溶液中通過(guò)電沉積的方法沉積到導(dǎo)電網(wǎng)帶上的。所述電沉積活性鎘的表面用含有導(dǎo)電粉末的粘結(jié)劑溶液涂覆并烘干，以增強(qiáng)鎘負(fù)電極的導(dǎo)電性和過(guò)充電時(shí)復(fù)合氧的能力。所述導(dǎo)電粉末包括碳粉、乙炔黑、鎳粉中的至少一種。所述第一活性物質(zhì)包括CoO、Co或CoO.Co中的一種或多種。所述金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶為銅網(wǎng)、鎳網(wǎng)或鍍鎳鋼帶中的一種。本技術(shù)可成功地搭配電沉積鎘負(fù)電極與泡沫鎳正電極而制成高容量和高功率鎳鎘充電電池，并且該電池沒(méi)有記憶效應(yīng)，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)高容量高功率鎳鎘電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本技術(shù)。參考圖1，本技術(shù)一種高容量高功率鎳鎘電池，包括鎳正電極2和鎘負(fù)電極4。其中，所述鎳正電極2包括第一骨架和附著于第一骨架上的第一活性物質(zhì)，所述第一骨架為泡沫鎳或纖維鎳，所述第一活性物質(zhì)包括氫氧化鎳或羥基氧化鎳。所述鎘負(fù)電極4包括第二骨架和附著于骨架上的第二活性物質(zhì)，所述第二骨架為金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶，所述第二活性物質(zhì)包括電沉積于第二骨架上的活性鎘。所述第一活性物質(zhì)包括CoO、Co或CoO.Co中的一種或多種。所述金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶為銅網(wǎng)、鎳網(wǎng)或鍍鎳鋼帶中的一種。在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，鎳正電極2和鎘負(fù)電極4配以隔膜紙3經(jīng)過(guò)卷繞形成電芯5，然后將電芯5裝入鋼殼1中并進(jìn)行相應(yīng)處理而成為圓柱型鎳鎘電池。其中，所述活性鎘是通過(guò)如下過(guò)程電沉積于第二骨架上的鎘負(fù)電極可選用沖孔鍍鎳鋼帶作為導(dǎo)電骨架，以陰極進(jìn)入電解槽，電解液可采用CdSO4、Cd(AC)2或CdCL2為主鹽，陽(yáng)極是在鈦籃中放入鎘球，輔助陽(yáng)極用鉛，其作用是電解析出氧氣，以提高電沉積鎘的活性，電解液中也可添加少量NiSO4以提高鎘電極的活性物質(zhì)利用率，提高電極比能量，鎘電極表面還可以通過(guò)涂布由碳素粉、鎳粉與粘結(jié)劑(例如CMC、PVA等)組成的導(dǎo)電涂料，提高負(fù)極的吸氧能力，實(shí)現(xiàn)快速充放電。當(dāng)正極采用NiOOH作為活性物質(zhì)時(shí)，因它是荷電態(tài)的，故可與電沉積鎘電極相匹配而制成鎳鎘電池。當(dāng)正電極采用Ni(OH)2作為活性物質(zhì)時(shí)，電池卷繞之后，注入少量電解液，在不完全密封狀態(tài)下(即盡可能減少空氣進(jìn)出)開(kāi)始化成，通常需做兩三個(gè)循環(huán)，化成完畢后，再補(bǔ)加少許電解液，封口后即做成全密封鎳鎘電池。以下結(jié)合更具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本技術(shù)的產(chǎn)品及其制作方法。實(shí)施例1本例中，正極采用泡沫鎳作為導(dǎo)電骨架，90克NiOOH、10克CoO、30克1％CMC溶液和3克60％PTFE乳液配制成活性漿料，填充在厚度為1.6mm、110PPI的泡沫鎳上，經(jīng)烘干、輥壓制成尺寸為寬36±0.5mm；長(zhǎng)225±0.5mm，厚0.72±0.22mm的正極片，活性物質(zhì)混合物干重等10.5克。負(fù)電極的制作電解液由0.5mol/L的H2SO4，0.15mol/L的CdSO4和0.01mol/L的NiSO4組成，陽(yáng)極電流比即鎘陽(yáng)極∶鉛陽(yáng)極＝4∶1，電解液溫度為23±4℃，用0.55A/cm2的電流密度進(jìn)行電沉積，陰極為沖孔鍍鎳鋼帶，按照0.7m/min的速度連續(xù)移動(dòng)，電沉積出來(lái)的鎘電極用70-90℃的溫度進(jìn)行烘干，鎘電極表面的加有1％IncoT210鎳粉的1.5％CMC水溶液進(jìn)行涂布，烘干之后切成電極，尺寸為寬37±0.5mm，長(zhǎng)285±0.5mm，厚0.48±0.02mm，活性物質(zhì)干重等于14-15克，用尼龍隔膜將正、負(fù)極隔開(kāi)并卷成SC型電池，其容量可達(dá)到2300-2400mAh，比傳統(tǒng)燒結(jié)鎳鎘電池容量1700-1900mAh要高出30％，該電池10C5～15C5的大電流放電性能良好。在本專利技術(shù)中，泡沫鎳電極采用羥基氧化鎳NiOOH作為活性物質(zhì)，這是一種通過(guò)特殊工藝制作的荷電態(tài)的活性物質(zhì)，只要采用這種三價(jià)鎳化合物NiOOH代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二價(jià)鎳化合物Ni(OH)2作為活性物質(zhì)，就可以使泡沫鎳正電極與電沉積鎘電極一樣是荷電態(tài)的，這樣的電池可以免化成或者大大縮短化成的時(shí)間。實(shí)施例2將實(shí)施例1中的NiOOH換成Ni(OH)2，其余同實(shí)施例1，但需將電池進(jìn)化成，并可取得與實(shí)施例1幾乎相同的電性能。以上所揭露的僅為本技術(shù)高容量高功率鎳鎘電池的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本技術(shù)之權(quán)利范圍，因此依本技術(shù)申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本技術(shù)所涵蓋的范圍。權(quán)利要求1.一種鎳鎘電池，包括有鎳正電極和鎘負(fù)電極，其特征是(1)鎳正電極包括第一骨架和附著于第一骨架上的第一活性物質(zhì)，所述第一骨架為泡沫鎳或纖維鎳，所述第一活性物質(zhì)包括氫氧化鎳或羥基氧化鎳；(2)鎘負(fù)電極包括第二骨架和附著于骨架上的第二活性物質(zhì)，所述第二骨架為金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶，所述第二活性物質(zhì)包括電沉積于第二骨架上的活性鎘。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鎘電池，其特征是所述金屬導(dǎo)電網(wǎng)帶為沖孔鍍鎳鋼帶。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的鎳鎘電池，其特征是所述電沉積活性鎘的表面覆蓋有含有導(dǎo)電粉末的粘結(jié)劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3的鎳鎘電池，其特征是所述導(dǎo)電粉末包括碳粉、乙炔黑、鎳粉中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求4的鎳鎘電池，其特征是所述第一活性物質(zhì)包括CoO、Co或CoO.Co中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求5的鎳鎘電池，其特征本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳愛(ài)深，鄺達(dá)輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：鄺達(dá)輝，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：