镍氢电池负极片及其制作方法、电芯及电池与流程

镍氢电池负极片及其制作方法、电芯及电池
1.本技术是申请日为2019年08月13日、申请号为201910745700.6、发明名称为《镍氢电池负极片及其制作方法、电芯及电池》的发明专利的分案申请。
技术领域
2.本技术涉及镍氢电池负极片技术领域，特别涉及一种镍氢电池负极片及其制作方法、电芯及电池。


背景技术：

3.镍氢电池常规负极湿法制作工艺流程为：配浆
→
上浆
→
烘干
→
辊压
→
裁片。其中配浆过程中加入1％左右重量比的金属镍粉做导电剂和增强氢原子穿过负极片表面的通透性，以提高负极储氢合金粉的导电性和氢原子吸收速率。但负极容量全部来源于储氢合金粉，镍粉本身不参与负极容量发挥。该常规负极湿法制作工艺的镍粉填充量比较多、造成负极活性物质填充量相对减少而降低了负极克容量发挥，同时由于镍粉分散在负极片中造成负极片表面镍含量少、造成负极导电性降低、活化速度慢、降低了氢原子穿过负极片表面的速率而影响大电流放电效率。
4.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本技术的发明构思及技术方案，其并不必然属于本技术的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

5.本技术提出一种镍氢电池负极片及其制作方法、电芯及电池，可提高大电流放电效率。
6.本技术提供了一种镍氢电池负极片的制作方法，依次包括如下步骤：
7.配浆，其中在所述配浆的过程中不加入镍粉；
8.上浆；
9.烘干；
10.辊压；
11.裁片得到负极片；
12.在所述负极片的表面进行镀镍处理使其表面具有一层均匀的镍膜，所述镍膜占所述负极片的重量的0.1％～0.3％；所述镍膜的厚度为0.1μm～0.3μm；
13.所述镀镍处理的方式包括化学镀镍或真空磁溅镀镍。
14.优选的，所述化学镀镍具体包括：
15.镀液的组成包括：niso4·
6h2o含量25～35g/l，nah2po2·
h2o含量10～20g/l，柠檬酸三钠45～55g/l，镀液ph值为8～9；
16.镀液的温度为40～50℃；
17.将表面待镀镍处理的所述负极片浸入所述镀液中进行化学镀镍10～15分钟，在所
述负极片的表面上均匀地镀上厚度为0.1～0.3μm的镍层，将所述负极片取出用蒸馏水清洗干净后，在真空条件下110～120℃温度烘干。
18.优选的，所述真空磁溅镀镍具体包括：
19.以纯镍金属片为靶材，以表面待镀镍处理的所述负极片为基片；
20.将真空磁溅镀镍设备里面的气压控制为5*10-5
pa，温度控制在80～90℃；
21.将所述真空磁溅镀镍设备调至110～120w功率输出；
22.使阴极流电密度为2～4a/dm2；
23.真空磁溅镀镍进行5～8分钟，在所述负极片的表面均匀地镀上厚度约为0.1～0.3μm的镍层。
24.本技术还提供了一种镍氢电池负极片，在所述负极片的表面有一层均匀的镍膜，所述镍膜占所述负极片的重量的0.1％～0.3％；所述镍膜的厚度为0.1μm～0.3μm。
25.本技术还提供了一种镍氢电芯，包括上述镍氢电池负极片。
26.本技术还提供了一种镍氢电池，包括上述镍氢电池负极片。
27.与现有技术相比，本技术的有益效果有：
28.在配浆过程中不加入镍粉，而是在裁片后的负极片表面进行镀镍处理使其表面具有一层均匀的镍膜，镍膜重量比为0.1％～0.3％，比常规负极片工艺中的镍用量少，储氢合金粉填充量相对提高，负极克容量发挥相对提高。由于负极片表面有一层均匀的镍膜，负极片的导电性和氢原子穿过负极片表面的通透性加强，可提高负极活化速度和氢原子吸收速率，从而可提高大电流放电效率。同时，表面的镍镀层可以抑制充放电过程中储氢合金粉的粉化和氧化，可使负极片保持较高的活性来增加使用循环寿命。
附图说明
29.图1为本技术实施例的镍氢电池负极片的制作方法的流程图；
30.图2为本技术实施例的电池1c循环寿命曲线图。
具体实施方式
31.为了使本技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.本实施例提供一种镍氢电池负极片的制作方法，具体是镍氢电池负极片的湿法制作方法。
33.本实施例的制作方法依次包括步骤s1至步骤s6：
34.步骤s1、配浆，其中在配浆的过程中不加入镍粉；
35.步骤s2、上浆；
36.步骤s3、烘干；
37.步骤s4、辊压；
38.步骤s5、裁片得到负极片；
39.步骤s6、在负极片的表面进行镀镍处理使其表面具有一层均匀的镍膜；镍膜的重量占负极片的重量的0.1％至0.3％。
40.上浆、烘干、辊压和裁片的具体方式与现有技术的相同。
41.本实施例在配浆过程中不加入镍粉，而是在裁片后的负极片表面进行镀镍处理使其表面具有一层均匀的镍膜，镍膜重量比为0.1％-0.3％，比常规负极片工艺中的镍用量少，储氢合金粉填充量相对提高，负极克容量发挥相对提高。由于负极片表面有一层均匀的镍膜，负极片的导电性和氢原子穿过负极片表面的通透性加强，可提高负极活化速度和氢原子吸收速率，从而可提高大电流放电效率。同时，表面的镍镀层可以抑制充放电过程中储氢合金粉的粉化和氧化，可使负极片保持较高的活性来增加使用循环寿命。
42.负极片的表面镀镍处理(工艺)可以为化学镀镍或真空磁溅镀镍。
43.化学镀镍处理具体如下：
44.(1)镀液的组成包括：niso4·
6h2o含量25-35g/l，nah2po2·
h2o含量10-20g/l，柠檬酸三钠45-55g/l，镀液ph值为8-9；
45.(2)镀液的温度为40-50℃；
46.(3)将表面待镀镍处理的负极片浸入镀液中进行化学镀镍10-15分钟，在负极片表面上均匀地镀上厚度约为0.1-0.3μm的镍层，将极片取出用蒸馏水清洗干净后，在真空条件下110-120℃温度烘干。
47.真空磁溅镀镍处理(工艺)如下：
48.(1)以纯镍金属片为靶材，以表面待镀镍处理的负极片为基片；
49.(2)将真空磁溅镀镍设备里面的气压控制在5*10-5
pa左右，温度控制在80-90℃；
50.(3)将真空磁溅镀镍设备调至110-120w功率输出；
51.(4)使阴极流电密度为2-4a/dm2；
52.(5)真空磁溅镀镍进行5-8分钟，在镍氢电池负极片的表面均匀地镀上厚度约为0.1-0.3μm的镍层。
53.以下通过实验例和对比例对本实施例进行说明。
54.实验例1
55.采用本实施例的制作方法制作的sc1500mah负极片，其表面的镍膜重量比为0.1％，并制作成sc1500mah电芯。其中，sc为电池型号，为可用于电动工具上的电池。
56.实验例2
57.采用本实施例的制作方法制作的sc1500mah负极片，其表面的镍膜重量比为0.2％，并制作成sc1500mah电芯。
58.实验例3
59.采用本实施例的制作方法制作的sc1500mah负极片，其表面的镍膜重量比为0.3％，并制作成sc1500mah电芯。
60.对比例
61.采用常规负极湿法制作工艺流程制作的sc1500mah负极片，并制作成sc1500mah电芯。其中，对比例在配浆过程中加入重量比为1％的金属镍粉。
62.下面对实验例1、2、3和对比例进行测试。
63.(1)测负极0.2c克容量发挥(单位mah/g)。
64.表一负极0.2c克容量发挥
[0065][0066]
由表一可知，实验例1、2和3的0.2c克容量循环测试三周基本无大的上升趋势，说明实验例1、2和3的第一周均已充分活化，即实验例1、2和3的活化速度快；对比例的第一周0.2c克容量是332mah/g、第二周0.2c克容量是336.1mah/g、第三周0.2c克容量是340.1mah/g，对比例的0.2c克容量循环测试三周有很大的上升趋势，说明对比例的第一周、第二周没有充分活化，即对比例的活化速度慢。
[0067]
实验例1、2和3的0.2c克容量为347-348mah/g，比对比例的第三周0.2c克容量340mah/g高7-8mah/g，说明实验例1、2和3的负极克容量发挥比对比例有明显提高。
[0068]
(2)测电池内阻。
[0069]
表二电池内阻
[0070][0071][0072]
由表二可知，实验例1、2和3的内阻比对比例的小5-5.3mω。实验例1、2和3的内阻小说明电池导电性能好和倍率放电性能好。
[0073]
(3)测电池5c高倍率放电效率。
[0074]
表三电池5c高倍率放电效率
[0075][0076]
由表三可知，实验例1、2和3的5c放电容量比对比例的高100-106.2mah。实验例1、2和3的5c放电中值电压比对比例的高0.018-0.019v，实验例1、2和3的高倍率放电性能优越。
[0077]
(4)测电池1c循环至80％容量周数寿命。
[0078]
测试的环境温度为20℃
±
2℃。
[0079]
表四电池1c循环至80％容量周数
[0080]
类别实施例1实施例2实施例3对比例循环周数788839851671
[0081]
由表四和图1可知，实验例1、2和3的1c循环寿命周数比对比例的多117-180周，实验例的循环寿命性能优越。
[0082]
本实施例还提供一种镍氢电池负极片，该负极片由本实施例的制作方法获得。该负极片的表面有一层均匀的镍膜，镍膜占负极片的重量的0.1％至0.3％，镍膜的厚度为0.1μm至0.3μm。该负极片也具有上述的有益效果。本实施例的镍氢电池负极片可用于制作镍氢电芯或者镍氢电池。
[0083]
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本技术的保护范围。