行動電話用鎳氫電池的製作方法
2023-10-28 20:15:02 1
專利名稱：行動電話用鎳氫電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種可充電大容量的AA型鎳氫電池，具體的講，是一種採用了新型結構的負極的鎳氫電池。
可充電AA型鎳氫電池的主要結構包括電池芯、電極、隔離膜、鋼殼。
現有技術中的AA型鎳氫電池的負極採用混合稀土(Mm)(Lm)NiCoMnAl系貯氫合金，或TiZrN系貯氫合金作活性材料，取代鎳鎘電池的Cd(OH)/Cd鎘正極，並相應增大燒結式氧化鎳正極的電容量以與貯氫合金負極相匹配，加上按高容量設計的各個另件的材質及其製造方法改進，從而使AA型可充電鎳氫電池的電容量提高到1000-1100mAh；電壓1.2V；1C放電終端電壓1.0V左右，自放電率＜30％。
由於可充電鎳氫電池具有電容量大、平臺壓力適中、電化學性質穩定、無記憶效應、無毒和對環境無汙染等優點，研究人員已開發鎳氫電池的系列產品廣泛用於各種場合。
但現有的可充電AA型鎳氫電池還不能適應行動電話電源等大容量高可靠的場合下的要求。
本實用新型的目的是提供一種具有更高電容量並能在各項性能上優於現有技術的可充電鎳氫電池。
本實用新型的目的可以通過如下手段得以實現採用快速凝固混合稀土貯氫合金粉末、導電材料、粘結劑形成的混合物和精製泡沫鎳基本體粘結壓制的負極。
電池的正極為氧化鎳粉、導電材料和粘結劑組成的糊狀混合物與泡沫鎳基本體粘結壓製成正極；也可用容量相匹配的氧化鎳添加導電材料的燒結式正極。
下面通過圖注和詳細說明，可以進一步了解本實用新型，其中
圖1是本實用新型所述的大容量可充電AA型鎳氫電池立體剖面分解示意圖；圖2是本實用新型所述的大容量可充電AA型鎳氫電池在20℃±5℃條件下的充放電特性曲線圖；圖3是本實用新型所述的大容量可充電AA型鎳氫電池在0℃±2℃條件下的充放電特性曲線圖；由圖1可見，本實用新型所述的可充電AA型鎳氫電池的基本結構包括卷繞電池芯(1)、正極(2)、負極(3)、隔離膜(4)、鋼殼(5)、底墊片(6)、電極引線(7)、內封蓋(8)、密封圈(9)、橡膠球密封閥(10)、頂蓋(11)、蓋帽(12)等；其中本實用新型大容量可充電AA型鎳氫電池的特徵在於卷繞電池芯(1)的負極(3)採用快速凝固貯氫合金、導電材料、粘結劑混合物和泡沫鎳板進行粘結壓制而成；本實用新型中所述的快速凝固貯氫合金的成分和詳細的製備方法在本申請人的另外一個申請案CN95109468.8中已經公開。
本實用新型中所述正極(2)為氧化鎳粉、添加導電材料、粘結劑混合物的粘結壓制正極(2)；也可用容量相匹配的氧化鎳粉添加導電材料的燒結式正極(2)。
本實用新型所述的大容量可充AA型鎳氫電池負極(3)，採用具有良好活性和導電性能的導電材料作為導電添加劑，如羰基鎳粉255，約15um的超細黑珍珠碳黑粉。
快速凝固混合稀土貯氫合金粉與導電材料按重量配比為80～90∶5～15。在密閉容器中混合均勻，加入聚四氟乙稀、去離子水、酒精等配製的粘結劑溶液2-5％(基於合金粉與導電材料的重量)，繼續充分混和均勻成為糊(膏)狀混合物。
在連續塗敷機上，把糊(膏)狀混合物控量噴射塗敷或滑動充填於精製泡沫鎳基本體的二面，經真空乾燥製成負極毛坯。再在300-500噸自動液壓機的定型模具中、單張或多張精密壓制和剪切。
貯氫合金負極片的厚度0.4mm。
用快速凝固混合稀土貯氫合金粉末材料製成的負極，初期活化性能好，易活化，經1-2次充放電周期即可達到予定值，可以大大縮短鎳氫電池的化成周期，提高電池生產率。
本實用新型大容量可充電AA型鎳氫電池負極，所用的快速凝固混合稀土貯氫合金為細晶、微晶粉末材料，不存在結晶缺陷，電容量260-300mAh，粉末粒度150-350目，微細晶粒0.05-5.0um的高純度無偏析貯氫合金。
該類貯氫合金粉製造時的爐批量≥100公斤，為大批量製造高可靠，大容量鎳氫電池打下可靠基礎。
本實用新型所述的大容量可充電AA型鎳氫電池的正、負極，採用孔率90-95％，孔徑150-400um，厚度1.0-3.0mm精製泡沫鎳板。由於普通泡沫鎳板加工製作正負極局部脆斷和泡沫鎳板殘留的雜質影響導電性能，本實用新型採用500-900℃真空熱處理去除揮發物，調正強度塑性比值，並採用超聲波清除泡沫鎳基板中的殘留雜質，把普通泡沫鎳板精製加工成為精製泡沫鎳板，從而提高貯氫合金負極和氫氧化鎳正極的質量穩定性。
本實用新型所述的大容量可充AA型鎳氫電池的優選實施例之一是採用上述結構的正負極，所得到的鎳氫電池的充放電特性曲線如圖2和圖3。
從圖2中可以了解到，本實用新型所述的AA型鎳氫電池在20℃±5℃下充電0.48A，3.5小時放電①1.1A，1.0V②0.22A，1.0V圖中「.」為1210mAh；圖中「*」為1260mAh從圖3中可以了解到，本實用新型所述的AA型鎳氫電池在0℃±2℃下充電0.48A，3.5小時放電①1.1A，0.9V圖中「.」為990mAh。
本實用新型所述的鎳氫電池的優點在於電容量大，為1100-1300mAh，電壓為1.2V，1C放電終端電壓≥1.15V，自動放電率小於18％；主要用作行動電話的電源，也可用作可攜式電腦的電源。
權利要求1.一種移動電活用鎳氫電池，包括卷繞電池芯(1)、正極(2)、負極、隔離膜(4)、鋼殼(5)、底墊片(6)、電極引線(7)、內封蓋(8)、密封圈(9)、橡膠球密封閥(10)、頂蓋(11)、蓋帽(12)，其特徵在於所述的鎳氫電池的負極(3)的中間為孔率85-95％、孔徑150-400μm、厚度1.0-3.0毫米並經600-900℃真空熱處理去除揮發物和調正強度塑性比值和超聲波清除雜質的精製泡沫鎳板；在泡沫鎳板的孔隙中填充有均勻混合的重量比為80-90∶5-15快速凝固貯氫合金粉末和導電材料以及上述二種物料重量的2-5％的粘結劑的混合物；同時在泡沫鎳板的二個表面形成上述混合物的控量塗敷粘結壓制層；在正負極之間隔入有耐熱尼龍無紡布；快速化成的電池芯外有電池鋼殼；在電池鋼殼充滿氫氧鉀電解液；陽極上部連有蓋帽；負極連接電池鋼殼。
2.根據權利要求1的行動電話用鎳氫電池，其特徵在於所述的鎳氫電池的正極的中間為泡沫鎳板，在泡沫鎳板的孔隙中填充有均勻混合的氧化鎳粉、導電材料和粘結劑的混合物，同時在泡沫鎳板的二個表面形成氧化鎳粉、導電材料和粘結劑混合物控量塗敷粘結壓制層。
3.根據權利要求1的行動電話用鎳氫電池，其特徵在於所述的鎳氫電池的正極的中間為泡沫鎳板，在泡沫鎳板的孔隙中填充有均勻混合的氧化鎳粉、導電材料和粘結劑的混合物，同時在泡沫鎳板的二個表面形成氧化鎳粉、導電材料和粘結劑的混合物控量塗敷燒結層。
4.根據權利要求1或2所述的移動電活用鎳氫電池，其特徵在於負極的活性材料為電容量250-300mAh/g、粉末粒度為150-350目、微細晶粒0.05-5.0μm的快速疑固貯氫合金粉末。
5.根據權利要求1所述的行動電話用鎳氫電池，其特徵在於導電材料是羰基鎳粉和/或微量超細黑珍珠炭黑。
6.根據權利要求1或2所述的行動電話用鎳氫電池，其特徵在於粘結劑是聚四氟乙稀。
7.根據權利要求1所述的行動電話用鎳氫電池，其特徵在於設有厚度約0.4mm的貯氫合金負極片。
專利摘要一種行動電話用鎳氫電池，包括用精製泡沫鎳板製成的正極基板；以及採用快速凝固混合稀土貯氫合金粉材料、導電材料和粘結劑作活性塗覆層的並用粘結壓製法製成的負極；可提高鎳氫電池的電容量和高培率放電性能與減少鎳氫電池的自放電率。
文檔編號H01M10/30GK2247379SQ9522724
公開日1997年2月12日 申請日期1995年12月30日 優先權日1995年12月30日
發明者陳迂, 蔡韻, 俞東平 申請人:上海申建冶金機電技術工程公司