一種鎳鎘電池鎘負(fù)極的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鎳鎘電池鎘負(fù)極極片的制造方法，A、按7.5：0.5~1：2~6的質(zhì)量比將超細(xì)氧化鎘、納米石墨導(dǎo)電劑以及碳納米管進(jìn)行混合，獲得活性物質(zhì)混合物，選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的2～6%的負(fù)極混合粘結(jié)劑，選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的1～2%的負(fù)極增稠劑，選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的25～45%的蒸餾水；將上述材料混合均勻得到混合后的漿料；B、將漿料，經(jīng)上漿工序涂覆于負(fù)極集流體上，再經(jīng)烘干，并經(jīng)過分切工序，焊接負(fù)極極耳。本發(fā)明專利技術(shù)在不改變現(xiàn)有鎳鎘電池生產(chǎn)基本工序及生產(chǎn)設(shè)備變不變的情況下，能夠生產(chǎn)出性能穩(wěn)定，循環(huán)容量高，使用壽命和儲存壽命長，大電流放電效果好，安全性能高的鎳鎘電池。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及化學(xué)電源
，具體涉及。該技術(shù)所制造的鎳鎘電池鎘負(fù)極可用于制造各種型號的鎳鎘電池，特別適用于制造用于各種場合的多電池組合的電池組用的大電流鎳鎘動力電池。
技術(shù)介紹
目前，現(xiàn)有電池工業(yè)所制造鎳鎘電池所用的負(fù)極極片主要由負(fù)極活性物質(zhì)涂層、鍍鎳不銹鋼網(wǎng)負(fù)極集流體、鎳帶負(fù)極極耳等三個部分構(gòu)成。負(fù)極活性物質(zhì)一般為氧化鎘、氫氧氧化鎘及鎳粉及粘結(jié)劑組成。這種構(gòu)造的負(fù)極極片所制造的鎳鎘電池存在顯著的不足: 第一，由于使用的是普通氧化鎘負(fù)極活性物質(zhì)或者氧化鎘及氫氧化鎘混合物負(fù)極活性物質(zhì)，制造的負(fù)極電極極片非常單薄，易于折斷，并與相對較厚的正極極片結(jié)構(gòu)不匹配，影響電池的容量、影響電池的正常工作，降低電池的使用壽命，甚至可能由于短路而發(fā)生爆炸等安全事故。第二，現(xiàn)有技術(shù)制造的鎳鎘電池負(fù)極極片，比容量較大而且大大超過正極極片比容量，因此，在外形尺寸特別是厚度不匹配的情況下，負(fù)極活性物質(zhì)浪費(fèi)嚴(yán)重，無形提高了電池的制造成本，造成材料浪費(fèi)。第三，由于負(fù)極活性物質(zhì)在充電狀態(tài)轉(zhuǎn)化為金屬鎘，在反復(fù)的充放電過程中，金屬鎘在充電時形成鎘結(jié)晶過程中很容易形成枝晶，容易刺穿電池隔膜，形成電池短路，從而使電池?zé)o法工作而報廢。第四，鎘負(fù)極還有較為嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，自放電也十分嚴(yán)重，嚴(yán)重影響鎳鎘電池的容量和循環(huán)使用壽命。第五，鎳鎘電池負(fù)極在較嚴(yán)重的枝晶生成的情況下，電池也可能因為內(nèi)部短路而存在爆炸的可能，存在一定的安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供了，在不改變現(xiàn)有鎳鎘電池生產(chǎn)基本工序及生產(chǎn)設(shè)備變不變的情況下，能夠生產(chǎn)出性能穩(wěn)定，循環(huán)容量高，使用壽命和儲存壽命長，大電流放電效果好，安全性能高的鎳鎘電池。本專利技術(shù)技術(shù)可用于制造各種型號的鎳鎘電池，尤其適合制造各種型號的鎳鎘動力電池。本專利技術(shù)技術(shù)制造的一種鎳鎘電池負(fù)極極片所生產(chǎn)的鎳鎘電池，在各種正常使用條件下，電池不會出現(xiàn)斷路或者短路，能正常工作，不存在明顯的枝晶或者自放電現(xiàn)象、電池的循環(huán)使用壽命和儲存壽命長，通常不存在短路而發(fā)生爆炸等安全事故。，包括以下步驟: 步驟1、按7.5:(0.5 1): (2飛)的質(zhì)量比將超細(xì)氧化鎘、納米石墨導(dǎo)電劑以及碳納米管進(jìn)行混合，獲得活性物質(zhì)混合物，選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的2 6%的負(fù)極混合粘結(jié)劑，負(fù)極混合粘結(jié)劑為等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯， 選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的1 2%的負(fù)極增稠劑，負(fù)極增稠劑為羧甲基纖維素鈉； 選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的25 45%的蒸餾水； 將活性物質(zhì)混合物、負(fù)極混合粘結(jié)劑、負(fù)極增稠劑、蒸餾水混合均勻，得到混合后的漿料， 步驟2、將步驟I中制造的漿料，經(jīng)上漿工序涂覆于負(fù)極集流體上，再經(jīng)烘干，溫度控制65 85°C，經(jīng)對滾機(jī)壓制，使得漿料在負(fù)極集流體上形成極活性物質(zhì)涂層，經(jīng)過分切工序，再在負(fù)極集流體的預(yù)留空白處經(jīng)超聲波或激光焊接負(fù)極極耳。如上所述的超細(xì)氧化鎘的粒徑為0.1 5μπι，納米石墨導(dǎo)電劑的粒徑為20 IOOnm,碳納米管為外徑10 30nm且長度為10 30 μ m的多壁碳納米管。如上所述的負(fù)極集流體的厚度為10 50 μ m且其上有孔徑為0.5^25 μ m的微孔，所述的負(fù)極極耳的厚度為15 100μπι，個數(shù)為1~5個。如上所述步驟2中的漿料涂覆在負(fù)極集流體的單面或者雙面。用本專利技術(shù)技術(shù)生產(chǎn)的一種鎳鎘電池負(fù)極極片所制造的鎳鎘電池和鎳鎘動力電池，由于使用了多孔的不銹鋼箔負(fù)極集流體負(fù)極，使得負(fù)極極活性物質(zhì)涂層與負(fù)極集流體之間的有效接觸面積顯著增加，負(fù)極活性物質(zhì)與負(fù)極集流體之間的附著性能大大提高，從而提高了負(fù)極活性物質(zhì)的有效利用，減少了負(fù)極活性物質(zhì)在使用過程中的脫落，使電極的大電流充放電效果顯著提高，使得以此負(fù)極制造的電池具有較好的大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命；由于負(fù)極活性物質(zhì)涂層為質(zhì)量比為7.5:0.5^1:2^6混合的超細(xì)氧化鎘、碳納米管、納米石墨活性物質(zhì)混合物，碳納米管和納米石墨都具有良好的嵌入鎘離子或氫氧根離子的性能，在充放電過程中碳納米管及納米石墨形成良好的鎘離子及氫氧根離子通道，也使得電極在充電過程中金屬鎘的結(jié)晶場合，在增強(qiáng)鎘負(fù)極導(dǎo)電性能的同時，金屬鎘難以形成枝晶，使得鎘負(fù)極的自放電和記憶效應(yīng)現(xiàn)象得到顯著抑制，在不影響鎘負(fù)極電極的導(dǎo)電性能的同時，使得鎘負(fù)極電極的容量、循環(huán)使用壽命和貯存壽命顯著延長，在0.5C及0.5C以上倍率條件下充放電循環(huán)使用壽命(放電容量不小于設(shè)計容量75%的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次，最超過1000次(如圖所示)。本專利技術(shù)特別適用于制造鎳鎘動力電池，也適用于各種類型、各種型號的圓柱形鎳鎘電池。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn): 第一，用本專利技術(shù)技術(shù)生產(chǎn)的一種鎳鎘電池負(fù)極極片所制造的鎳鎘電池和鎳鎘動力電池，由于使用了多孔的不銹鋼箔負(fù)極集流體負(fù)極，使得負(fù)極極活性物質(zhì)涂層與負(fù)極集流體之間的有效接觸面積顯著增加，負(fù)極活性物質(zhì)與負(fù)極集流體之間的附著性能大大提高，從而提高了負(fù)極活性物質(zhì)的有效利用，減少了負(fù)極活性物質(zhì)在使用過程中的脫落，使電極的大電流充放電效果顯著提高，使得以此負(fù)極制造的電池具有較好的大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命; 第二，由于負(fù)極活性物質(zhì)涂層為超細(xì)氧化鎘、碳納米管、納米石墨活性物質(zhì)混合物，碳納米管和納米石墨都具有良好的嵌入鎘離子或氫氧根離子的性能，在充放電過程中碳納米管及納米石墨形成良好的鎘離子及氫氧根離子通道，也使得電極在充電過程中金屬鎘的結(jié)晶場合，在增強(qiáng)鎘負(fù)極導(dǎo)電性能的同時，金屬鎘難以形成枝晶，并使得鎘負(fù)極的自放電和記憶效應(yīng)現(xiàn)象得到顯著抑制，在不影響鎘負(fù)極電極的導(dǎo)電性能的同時，使得鎘負(fù)極電極的容量、循環(huán)使用壽命和貯存壽命顯著延長，在0.5C及0.5C以上倍率條件下充放電循環(huán)使用壽命(放電容量不小于設(shè)計容量75%的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次，最超過1000次。附圖說明圖1為本專利技術(shù)單極耳雙面涂層鎘負(fù)極極片剖面示意 圖2為本專利技術(shù)單極耳單面涂層鎘負(fù)極極片立體示意 圖3為本專利技術(shù)雙極耳單面涂層鎘負(fù)極極片剖面示意 圖4為本專利技術(shù)三極耳雙面涂層鎘負(fù)極極片立體示意 圖5為本專利技術(shù)四極耳單面涂層鎘負(fù)極極片剖面示意 圖6為本專利技術(shù)五極耳雙面涂層鎘負(fù)極極片立體示意 圖7為本專利技術(shù)充放電曲線 圖8為本專利技術(shù)充放電循環(huán) 其中:1-負(fù)極活性物質(zhì)涂層、2-負(fù)極集流體、2a-預(yù)留空白處、3-負(fù)極極耳。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1 第一步，負(fù)極活性物質(zhì)涂層I為質(zhì)量比依次為7.5:0.5:2混合的超細(xì)氧化鎘(CdO)、納米石墨以及碳納米管組成的活性物質(zhì)混合物； 以及占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的2%的等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的混合粘結(jié)劑，作為負(fù)極混合粘結(jié)劑(聚四氟乙烯為聚四氟乙烯固體含量為60%的聚四氟乙烯乳液,聚偏氟乙烯為聚偏氟乙烯固體含量為60%的聚偏氟乙烯乳液)； 以及占活性物質(zhì)混合物的質(zhì)量比1%的羧甲基纖維素鈉(CMC)，作為負(fù)極增稠劑； 以及占活性物質(zhì)混合物的質(zhì)量比25%的蒸餾水；將活性物質(zhì)混合物、負(fù)極混合粘結(jié)劑、負(fù)極增稠劑和蒸餾水進(jìn)行混合，得到漿料；第二步，將第一步制造的漿料，經(jīng)上漿工序涂覆于多孔不銹鋼負(fù)極集流體2上，再經(jīng)烘干(溫度控制6本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鎳鎘電池鎘負(fù)極的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、按7.5：0.5~1：2~6的質(zhì)量比將超細(xì)氧化鎘、納米石墨導(dǎo)電劑以及碳納米管進(jìn)行混合，獲得活性物質(zhì)混合物，選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的2～6%的負(fù)極混合粘結(jié)劑，負(fù)極混合粘結(jié)劑為等質(zhì)量比混合的聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯，選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的1～2%的負(fù)極增稠劑，負(fù)極增稠劑為羧甲基纖維素鈉；選取占活性物質(zhì)混合物質(zhì)量的25～45%的蒸餾水；將活性物質(zhì)混合物、負(fù)極混合粘結(jié)劑、負(fù)極增稠劑、蒸餾水混合均勻，得到混合后的漿料，步驟2、將步驟1中制造的漿料，經(jīng)上漿工序涂覆于負(fù)極集流體（2）上，再經(jīng)烘干，溫度控制65～85℃，經(jīng)對滾機(jī)壓制，使得漿料在負(fù)極集流體（2）上形成極活性物質(zhì)涂層，經(jīng)過分切工序，再在負(fù)極集流體（2）的預(yù)留空白處經(jīng)超聲波或激光焊接負(fù)極極耳（3）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：詹炳然，羅社科，詹金俊，楊為，王建紅，
申請(專利權(quán))人：廣州市云通磁電有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：