[发明专利]碱性蓄电池烧结基板的制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及碱性蓄电池的烧结基板及其制造方法。

背景技术

作为包括镍-氢蓄电池的碱性蓄电池电极用基板格栅，通常使用烧结基板。一种烧结基板是通过把镍粉涂敷到由镍等制成的多孔基板上并烧结该基板而形成。其中，多孔基板是冲孔的金属和冲孔的镍板。通过用活性材料浸渍烧结的基板，可以形成一种电极。然而，生产具有更高能量密度的碱性蓄电池需要增加浸渍的活性材料量，因为电池的操作在很大程度上依赖于活性材料。为了满足这种要求，优选的是，烧结的基板具有高孔隙率，并在这些孔中保持足够量的活性材料。

通过使用减小厚度或增大孔隙率的冲孔金属可以获得这种多孔烧结基板。虽然这种方法被认为是有效的，但是，也可以使用其它方法。

一个实例是日本专利特许公开申请S60-65464公开的一种技术，其中，通过把镍粉、水和成孔剂(空心树脂颗粒)制成的浆料涂覆到冲孔的金属上，形成一种烧结基板。另一种实例是日本专利特许公开申请S61-185686公开的技术，其中，通过把水和涂覆金属的成孔剂颗粒的混合物涂覆到冲孔金属上，然后与该混合物一起烧结冲孔的金属，形成一种基板。

图3表示使用基于前一种技术形成的烧结基板的电极。这里，把镍颗粒(图3B)和芯体(冲孔金属)烧结在一起，形式镍框架(图3A)。在镍框架的镍颗粒之间有较少的孔隙，在镍框架之间有较大的空隙，这是由于成孔剂的作用。

图4表示使用根据后一种技术制造的烧结基板的电极。如附图所示，冲孔金属和空心球形镍壳(图4B)被烧结在一起，形成一种镍框架(图4C)。这种镍框架(图4C)的镍壳有较大的气孔，它们与其中的一些空隙结合在一起。虽然为了方便这里没有说明，但是，这些孔隙和空隙充填了活性材料。

这两种技术可以产生具有较高孔隙率的烧结基板。但是，烧结的基板存在强度问题。通过前一种方法制造的烧结基板具有更高的孔隙率，并且由于成孔剂的作用，在镍框架内部形成较大的孔隙。但是，这种孔隙结构可能产生脆性断裂，包括表面分离和开裂。同样，根据第二种技术的烧结基板具有由镀金属的成孔剂产生的平均尺寸的孔隙。但是，这些烧结基板没有足够的强度，并且它们特别对从厚度方向施加的应力较弱。这可能产生与第一种技术类似的问题。无论电池的形状是圆柱形还是矩形，这种问题都能发生。

发明概述

本发明意欲提供一种生产具有高孔隙率和高强度的碱性蓄电池用的烧结基板的方法。

由于上述问题，(权利要求1)

注意，术语“成孔剂”指的是在第一步完成时保持颗粒形式存在，但是在第二步过程中消失的物质。成孔剂包括在燃烧时消失的树脂粉末。

成孔剂一般以球形颗粒提供，其直径大于由镍制成的或主要由镍制成的颗粒的直径。成孔剂与由镍制成的或主要由镍制成的颗粒混合并捏和，以近乎均匀地分布在镍颗粒之间的空隙中，使得在其之间的部分空隙受压并扩大。

这在多孔基板表面上形成包含成孔剂和由镍制成的或主要由镍制成的颗粒的层。成孔剂表面覆盖由镍制成或主要由镍制成的涂层。当在第二步中把镍颗粒和镍涂层一起烧结时，成孔剂消失，形成孔，这构成了本发明的镍框架。

在这种镍框架中，在镍颗粒之间、在镍壳之间、以及在镍颗粒和镍壳之间有较小的空隙。在镍框架中在消失成孔剂的位置处，还有较大的孔。与传统烧结基板相比，这提高了形成的烧结基板的孔隙率。

换言之，镍框架的构造方式使得镍颗粒包围镍壳，镍壳包围较大的孔。这为包围较大孔的镍框架部分提供了强度和厚度，防止脆性断裂的发生。所以，即使有更高的孔隙率，本发明的烧结基板也可以保持强度。

与使用非镍涂覆的成孔剂颗粒和由镍制成的或主要由镍制成的颗粒的传统制造方法制造的烧结基板相比，本发明的烧结基板强度高。同时，这种烧结基板比根据仅使用镀金属的成孔剂颗粒的传统技术制造的烧结基板孔隙率更大。

附图简述

从其结合附图的下列描述，本发明的这些和其它目的、优点和特征将会更清楚，附图说明本发明的特定实施方案。在附图中：

图1是表示作为本发明的一种实例应用的圆柱形碱性蓄电池横截面的透视图；

图2表示使用本发明的烧结基板的正电极的结构，其中图2A表示正电极的横截面，图2B表示其镍框架的放大图；

图3表示使用传统烧结基板的正电极的结构，其中图3A表示传统正电极的横截面，图3B表示其镍框架的放大图；

图4表示使用另一种传统烧结基板的正电极的结构，其中图4A表示传统正电极的横截面，图4B表示其镍壳的放大图。