專利名稱：Sc型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極 極片，可用于制造各種類型的一次、二次SC型鎳氫電池。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有工業(yè)上生產(chǎn)的SC型鎳氫電池正極極片，一般采用的正極集流體是泡沫鎳，正 極活性物質(zhì)都是由單純球形氫氧化鎳、石墨導(dǎo)電劑、CMC發(fā)泡劑以及其他添加劑混合制作成 漿料，漿料經(jīng)上漿工藝涂敷到泡沫鎳集流體上，再點焊上極耳制得SC型鎳氫電池正極片。 由于使用的正極集流體是泡沫鎳，正極生產(chǎn)過程中切片、分片及卷繞等生產(chǎn)工序極易產(chǎn)生 “毛刺”，即暴露于極片邊緣未被活性物質(zhì)包住的鎳金屬絲。毛刺的存在會使得電池內(nèi)部容 易產(chǎn)生微小段落甚至刺穿隔膜而產(chǎn)生短路，從而引起電池自放電、容量降低和循環(huán)壽命縮 短、甚至電池短路而報廢。此外，由于正極活性物質(zhì)都是粒徑為微米級的球形氫氧化鎳，其 漿料不能采用鋰離子電池正極制造所用的“涂布”工藝，電極及電池容量受到限制，同時，以 球形氫氧化鎳為正極活性物質(zhì)生產(chǎn)的電池存在比容量低、大電流放電效果差和循環(huán)壽命短 等缺點。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提供了一種SC型鎳氫電池專 用氫氧化鎳正極極片。用所述的正極極片制造的鎳氫電池容量高、高倍率放電效果好，能夠 有效地提高SC型鎳氫電池的放電容量、提高了鎳氫電池的大電流放電效果，并有效地延長 了鎳氫電池使用壽命。本實用新型通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，主要由正極活性物質(zhì)涂層、帶弧形凹 槽的集流體和極耳等三個部分構(gòu)成。這三部分的連接關(guān)系是正極活性物質(zhì)涂層涂覆在集流體上，集流體上帶有弧形 凹槽，極耳(單極耳或多極耳，根據(jù)極片的大小或者容量的大小選擇1 3個極耳)通過點 焊工藝點焊于集流體的預(yù)留空白處。所述的集流體由厚度0. 05 0. 1mm的帶半徑為5 10 μ m的弧形凹槽的鋁箔、鎳 箔或鍍鎳不銹鋼箔制作而成。所述的正極活性物質(zhì)漿料由如下步驟制備第一步將納米氫氧化鎳與占?xì)溲趸?鎳質(zhì)量百分比0.5 2%的氧化亞鈷添加劑球磨混合均勻；第二步將第一步得到的混合物 與石墨和乙炔黑中的一種或兩種按照質(zhì)量比為1 20 1 0.8的比例球磨混合均勻；第 三步，將第二步得到的混合物與聚四氟乙烯粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為1 100 3 100的比 例混合均勻；第四步，將第三步得到的混合物與等質(zhì)量比混合的N-甲基比咯烷酮和羧甲基 纖維素鈉按照質(zhì)量比為1 10 1 5的比例混合均勻；第五步，向第四步得到的混合物 中加入占其質(zhì)量百分比為10 25%的蒸餾水?dāng)嚢杌旌系玫秸龢O活性物質(zhì)漿料。[0009]將上述制備的正極活性物質(zhì)漿料通過涂布工序涂敷于集流體的表面，經(jīng)過65 80°C溫度烘干、對滾壓制厚度為0. 16 0. 35mm,即在集流體上形成正極活性物質(zhì)涂層，再 經(jīng)切片、切分尺寸為280 560X25 50mm的極片、點焊長度為35 50mm的極耳于極片 的集流體上的預(yù)留空白部分即得SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片。所述的極耳由金 屬鎳帶或者鍍鎳鋼帶制作而成。采用本實用新型的技術(shù)方案，可以取得如下明顯的有益效果采用本實用新型的SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片所生產(chǎn)的電池，由于采用了新型的帶弧形凹槽的鋁箔、鎳箔或鍍鎳不銹鋼箔，不會產(chǎn)生“毛刺”，消除了微短路、刺 穿隔膜短路的現(xiàn)象，能有效地提高正極活性物質(zhì)的附料量，并能增強(qiáng)活性物質(zhì)的附著力，不 僅有效提高了所制造的鎳氫電池的放電比容量及容量，而且大大提高了電池的循環(huán)使用壽 命。同時使用了新的放電比容量較高、導(dǎo)電性能良好的納米氫氧化鎳作為正極活性物質(zhì)，從 而較有效地提高鎳氫電池的放電比容量和大電流放電效果，在10 30C充放電條件下，鎳 電極最高放電比容量均超過300mAh/g，且放電平臺具有較高的放電電壓(見附圖4)；同時， 由于正極活性物質(zhì)中添加了一定比例的乙炔黑或者活性炭導(dǎo)電劑，從而提高了鎳氫電池的 大電流放電效果，由于同時使用了高比容量、高導(dǎo)電性能的以及采用了涂布技術(shù)制造工藝 制作的鎳氫電池正極片，使得所制造的鎳氫電池的循環(huán)使用壽命短得以顯著延長，將制造 的電極片組裝成SC型鎳氫電池，在10 30C高倍率充放電條件下，電池的循環(huán)壽命(放電 容量小于設(shè)計容量60%時的充放電循環(huán)次數(shù)，以下在同樣條件下測定)均超過500次(見 附圖4)。本實用新型適用于各種類型、各種型號的圓柱形電池。
圖1為本實用新型的一種SC型鎳氫電池專用三極耳氫氧化鎳正極極片的俯視 圖；圖2為本實用新型的一種SC型鎳氫電池專用單面涂層氫氧化鎳正極極片放大的 側(cè)視圖；圖3為本實用新型的一種SC型鎳氫電池專用雙面涂層單極耳氫氧化鎳正極極片 放大的側(cè)視圖；圖4為利用本實用新型的一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片制造的鎳氫 電池的30C倍率充放電曲線。附圖標(biāo)記說明如下1-正極活性物質(zhì)涂層；2-集流體；3-極耳；4-預(yù)留空白； 5-弧形凹槽；6-點焊點。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實施例，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參看附圖1和附圖2，本實用新型SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片由納米氫 氧化鎳、添加劑、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑及溶劑等物質(zhì)制作成的正極活性物質(zhì)漿料經(jīng)涂布工序涂覆 于集流體表面后烘干而得的正極活性物質(zhì)涂層1、帶弧形凹槽5的集流體2以及極耳3構(gòu) 成，在集流體2的一端及設(shè)計的位置預(yù)留有點焊極耳3的預(yù)留空白4。[0020]本實用新型各個部分的連接關(guān)系是正極活性物質(zhì)涂層1為正極活性物質(zhì)漿料經(jīng) 涂布工序、烘干后沾粘于帶弧形凹槽5的集流體2上，集流體2上帶有弧形凹槽5，集流體2 上預(yù)留點焊極耳3的預(yù)留空白4，極耳3于預(yù)留空白4處點焊于集流體2上，根據(jù)極片的大 小或者容量的大小選擇1 3個極耳。用于所述的正極活性物質(zhì)涂層1的正極活性物質(zhì)漿料的由如下步驟制備第一 步將納米氫氧化鎳與占?xì)溲趸囐|(zhì)量百分比0. 5 2%的添加劑氧化亞鈷球磨混合均勻； 第二步將第一步得到的混合物與石墨和乙炔黑中的一種或兩種按照質(zhì)量比為1 20 1 0.8的比例球磨混合均勻；第三步，將第二步得到的混合物與聚四氟乙烯粘結(jié)劑按照質(zhì) 量比為1 100 3 100的比例混合均勻；第四步，將第三步得到的混合物與等質(zhì)量比混 合的N-甲基比咯烷酮和羧甲基纖維素鈉按照質(zhì)量比為1 10 1 5的比例混合均勻； 第五步，向第四步得到的混合物中加入占其質(zhì)量百分比為10 25%的蒸餾水?dāng)嚢杌旌系?到正極活性物質(zhì)漿料。 將上述制備的正極活性物質(zhì)漿料通過涂布工序雙面涂敷于厚度為0. Imm帶半徑 為10 μ m的弧形凹槽5的鋁箔、鎳箔或鍍鎳不銹鋼箔集流體2上(附圖3)，經(jīng)過65 80°C 溫度烘干、對滾壓制厚度為0. 2mm,即在集流體2上形成正極活性物質(zhì)涂層1，再經(jīng)切片、切 分尺寸為560 X 50mm的極片(附圖1)、點焊長度為50mm的極耳3于集流體2的預(yù)留空白4 即得SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片。所述的極耳3由金屬鎳帶或者鍍鎳鋼帶制作 而成(附圖1、附圖3)；組裝成SC型鎳氫電池，在30C高倍率充放電條件下，電池的循環(huán)壽 命(放電容量小于設(shè)計容量60%時的充放電循環(huán)次數(shù)，以下在同樣條件下測定)超過655 次(見附圖4)。然而，以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此而局限本實用新型的保 護(hù)范圍，所有運用本實用新型說明書內(nèi)容所進(jìn)行的等效變化，均包含在本實用新型的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，它由正極活性物質(zhì)涂層(1)、集流體(2)及極耳(3)組成；其特征在于正極活性物質(zhì)涂層(1)涂覆在集流體(2)上，集流體(2)上帶有弧形凹槽(5)，極耳(3)點焊于集流體(2)的預(yù)留空白(4)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，其特征在于所 述的集流體(2)由帶弧形凹槽(5)的鋁箔、鎳箔或鍍鎳不銹鋼箔制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，其特征在于所 述的極耳⑶的數(shù)目為1-3個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，其特征在于所 述的極耳(3)由金屬鎳帶或者鍍鎳鋼帶制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，其特征在于所 述的弧形凹槽(5)的半徑為5 10 μ m。
專利摘要本實用新型公開了一種SC型鎳氫電池專用氫氧化鎳正極極片，它由正極活性物質(zhì)涂層、集流體及極耳組成。它們的位置和連接關(guān)系為正極活性物質(zhì)涂層涂覆在集流體上，極耳點焊在集流體的預(yù)留空白處。集流體由帶弧形凹槽的鋁箔、鎳箔或者鍍鎳不銹鋼箔制成，極耳由金屬鎳帶或者鍍鎳鋼帶制成。用本實用新型的正極極片所制造的鎳氫電池具有容量高、高倍率放電效果好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點。
文檔編號H01M2/26GK201773894SQ201020289229
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者嚴(yán)立里, 何志艷, 周環(huán)波, 羅社科, 詹炳然, 詹金俊, 鄭麗蘭 申請人:廣州市云通磁電有限公司;孝感學(xué)院