一种高功率镍氢电池制备方法及其镍氢电池与流程

1.本发明涉及高功率镍氢电池技术领域，尤其涉及一种高功率镍氢电池制备方法及其镍氢电池。


背景技术：

2.镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为ni(oh)2(称nio电极)，负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金(电极称储氢电极)。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。
3.目前高功率镍氢电池由于高倍率放电平台需求，主要采用铜网镶嵌干粉工艺，负极的集流体采用铜网集流体，如图1所示，且负极的底部不与负集流件焊接。高功率镍氢电池负极使用铜网做集流体，在极片生产或装配卷绕过程中，可能会产生铜微粒异物。铜微粒杂质如果掺杂到正极里，它会失去电子变成离子，溶解在电解液中，再在负极上得电子为金属铜，形状为枝晶，容易戳破隔膜纸导致电池短路、低压，影响高倍率放电性能和循环寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种高功率镍氢电池制备方法及其镍氢电池，提高高功率镍氢电池高倍率放电性能、循环寿命好。
5.本发明公开了一种高功率镍氢电池制备方法，包括步骤：
6.提供一具有凸起毛刺孔的镀镍钢带；
7.提供镍氢电池负极材料制备负极湿浆料；
8.将负极湿浆料涂覆在具有凸起毛刺孔的镀镍钢带上，干燥后裁切，制成负极片；
9.在负极片边缘除去浆料层以露出镀镍钢带的边沿，形成裸露边沿；
10.将电池盖帽、正极片、隔膜和上述负极片卷绕为一体植入钢壳中；
11.将裸露边沿与负集流件焊接，负集流件与钢壳焊接，注入电解液并封口后制成高功率镍氢电池。
12.可选地，将负极湿浆料涂覆在具有凸起毛刺孔的镀镍钢带上的步骤之前还包括步骤：
13.预压凸起毛刺孔，以整平凸起毛刺孔。
14.可选地，裸露边沿的宽度为2-3mm。
15.可选地，镀镍钢带的两侧皆具有凸起毛刺孔。
16.本发明还公开了一种高功率镍氢电池，采用如上述的制备方法制备；镍氢电池包括负极片，负极片包括凸起毛刺孔的镀镍钢带以及铺设在镀镍钢带上的浆料层，镀镍钢带的边沿相对于浆料层露出，形成裸露边沿。
17.可选地，裸露边沿的宽度为2-3mm。
18.可选地，镀镍钢带的两侧皆具有凸起毛刺孔。
19.可选地，镀镍钢带包括钢带基体和凸起毛刺孔，凸起毛刺孔形成在钢带基体上，钢
带基体的厚度为0.045
±
0.005mm。
20.可选地，钢带基体一侧的凸起毛刺孔顶部至另一侧的述凸起毛刺孔顶部的宽度为1.1
±
0.1mm。
21.可选地，镍氢电池电解液的浓度为8mol/l。
22.本发明的高功率镍氢电池制备方法，采用具有凸起毛刺孔的镀镍钢带作为负极的集流体，规避铜杂质对电池造成短路、低压的危害，而具有凸起毛刺孔的镀镍钢带有良好的填充性、适合大电流充放电，同时配合负极片的裸露边沿与负集流件焊接，降低电阻率，具有更好的集流效果，具有优越的大电流放电平台和循环寿命，降低材料成本。
附图说明
23.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
24.图1是铜网集流体的示意图；
25.图2是本发明实施例镀镍钢带的示意图；
26.图3是本发明实施例镀镍钢带的侧剖示意图；
27.图4是本发明实施例镀镍钢带裸露边沿的示意图；
28.图5是本发明实施例负集流件的示意图；
29.图6是本发明实施例高倍率放电曲线；
30.图7是本发明实施例循环寿命曲线。
31.其中，1、负极片；11、镀镍钢带；111、钢带基体；112、凸起毛刺孔；113、裸露边沿；2、负集流件。
具体实施方式
32.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
33.下面参考附图和可选的实施例对本发明作详细说明。
34.如图2至图5所示，作为本发明的一实施例，公开了一种高功率镍氢电池制备方法，包括步骤：
35.s100：提供一具有凸起毛刺孔的镀镍钢带；
36.s200：提供镍氢电池负极材料制备负极湿浆料；
37.s300：将负极湿浆料涂覆在具有凸起毛刺孔的镀镍钢带上，干燥后裁切，制成负极片；
38.s400：在负极片边缘除去浆料层以露出镀镍钢带的边沿，形成裸露边沿；
39.s500：将电池盖帽、正极片、隔膜和上述负极片卷绕为一体植入钢壳中；
40.s600：将裸露边沿与负集流件焊接，负集流件与钢壳焊接，注入电解液并封口后制成高功率镍氢电池。
41.本发明的高功率镍氢电池制备方法，采用具有凸起毛刺孔112的镀镍钢带11作为负极的集流体，规避铜杂质对电池造成短路、低压的危害，而具有凸起毛刺孔112的镀镍钢带11有良好的填充性、适合大电流充放电，同时配合负极片1的裸露边沿113与负集流件2焊接，降低电阻率，具有更好的集流效果，具有优越的大电流放电平台和循环寿命，降低材料成本。
42.具体地，s300步骤之前还包括步骤：预压凸起毛刺孔，以整平凸起毛刺孔。
43.具体地，裸露边沿113的宽度为2-3mm。具体地，镀镍钢带11的两侧皆具有凸起毛刺孔112。
44.具体地，在步骤s300中将负极湿浆料均匀涂覆在具有凸起毛刺孔112的镀镍钢带11上后，在80-100℃干燥后再经滚压制成负极极带，再将负极极带裁切成长260mm、宽32mm的负极片1。具体地，步骤s300中的电解液为8mol/l的koh溶液。步骤s200中的氢电池负极材料包括贮氢合金粉与定量导电剂、黏结剂。贮氢合金粉与定量导电剂、黏结剂充分混合制备成负极湿浆料。
45.本发明还公开了一种高功率镍氢电池，采用如上述的制备方法制备。镍氢电池包括负极片，负极片包括凸起毛刺孔的镀镍钢带以及铺设在镀镍钢带上的浆料层，镀镍钢带的边沿相对于浆料层露出，形成裸露边沿。本发明的高功率镍氢电池采用具有凸起毛刺孔112的镀镍钢带11作为负极的集流体，规避铜杂质对电池造成短路、低压的危害，而具有凸起毛刺孔112的镀镍钢带11有良好的填充性、适合大电流充放电，同时配合负极片1的裸露边沿113与负集流件2焊接，降低电阻率，具有更好的集流效果，具有优越的大电流放电平台和循环寿命，降低材料成本。
46.具体地，裸露边沿113的宽度为2-3mm。具体地，镀镍钢带11的两侧皆具有凸起毛刺孔112。
47.具体地，镀镍钢带11包括钢带基体111和凸起毛刺孔112，凸起毛刺孔112形成在钢带基体111上，钢带基体111的厚度为0.045
±
0.005mm。钢带基体111一侧的凸起毛刺孔112顶部至另一侧的述凸起毛刺孔112顶部的宽度为1.1
±
0.1mm。
48.具体地，镍氢电池电解液的浓度为8mol/l。
49.下面通过具体实施例说明。
50.实施例
51.将贮氢合金粉与定量导电剂、黏结剂充分混合制备成负极湿浆料，再均匀涂覆在具有凸起毛刺孔的镀镍钢带上，在80-100℃干燥后再经滚压制成负极极带,再裁切成260mm长、32mm宽的负极片，然后负极底部刮出2-3mm的裸露边沿，如图4所示。
52.将上述负极片(贮氢合金极片)、氢氧化镍正极片，按照电池生产工艺，将氢氧化镍正极片、隔膜、负极片卷绕为一体装入钢壳。负极的裸露边沿与与负集流件焊接，负集流件与钢壳焊接，然后进行注电解液、盖帽点焊、封口等工序，制备出3000mah镍氢sc电池。电解液为8mol/l的koh溶液，经活化工艺后制备成sc3000的成品电池。
53.对比例
54.对比例中以铜网干粉工艺制作出负极片(贮氢合金极片)，其中，负极的集流体采用铜网，负极片不与负集流件焊接。对比例的负极片同样如上述实施例制备成sc3000的成品电池。
55.对实施例和对比例的电池进行放电倍率和循环寿命测试，测试结果如表1和图6和图7所示。
56.表1
[0057][0058]
如表1和图6所示，实施例的高倍率放电性能相对于对比例更加优越；如表1和图7所示，实施例的循环寿命相对于对比例更加优越。
[0059]
需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本发明的保护范围。
[0060]
以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。