[发明专利]一种镍氢电池的正极极片的制作方法及制作设备

说明书

技术领域

本发明涉及镍氢电池加工制造领域，具体涉及一种镍氢电池的正极极片的制作方法及制作设备。

背景技术

镍氢电池作为镍镉电池的替代品，与镍镉电池具有同样的外形，相同的电化学特性。但其安全环保，不再使用有毒的镉，可以消除重金属元素对环境的污染。

现在，镍氢电池已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备，更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上。

镍氢电池具有较大的能量密度比，相同大小的镍氢电池电量比镍镉电池高大约1.5～2倍，这意味着相同型号的镍氢电池可以提供更长的工作时间。

镍氢电池通常由正极、负极、隔膜以及电解液等构成。正极通常为镍电极，镍电极由发泡镍做基体，经电化学浸渍而成；负极由储氢合金粉末附着在负极基体上制成；隔膜使正极、负极隔离，不允许电子通过，但允许隔膜中的离子搬运正极和负极反应时产生的电荷；电解液在镍氢电池中部消耗，主要起导电作用，电解液应具有尽可能高的电导率，以降低电池内阻，电解液的黏度和浓度都不易太高。

现有技术中，镍氢电池的正极和负极都采用干法工艺制备，其中正极的活性物质中均含有聚四氟乙烯干粉。

申请号为201110174707.0的发明公开了一种高功率镍氢电池的正极制备方法，它包括以下步骤：a、定量称取活性物质；b、在活性物质中添加适量的纳米级导电剂，使纳米级导电剂与活性物质搅拌混合，并形成混合粉；c、将混合粉置于超声波分散机内进行超声波振动，使纳米级导电剂均匀吸附在活性物质表面；d、通过物理填充的方式将混合粉填充到发泡镍基体上；e、将集流体点焊于上述发泡镍基体，并制得正极。

现有技术中干法工艺制作正极极片具有以下弊端：

(1)制作得到的正极极片脆性较大，柔韧性差；

(2)由于正极粉料中都含有重量百分数为0.5％左右的聚四氟乙烯干粉，导致正极粉料不易混合均匀；

(3)聚四氟乙烯干粉没有水分，粘性较大，容易从粉刷完毕的正极极片上脱离。

由于以上这些缺陷，制备得到的镍氢电池在后续的使用过程中，会出现零电压或者低电压现象，从而影响镍氢电池的性能。

发明内容

本发明公开了一种镍氢电池的正极极片的制作方法及制作设备，制作出的正极极片柔韧性好，便于正极粉料的填涂，有效改善了正极极片表面的浮粉以及掉粉现象，使得到的镍氢电池性能稳定。

一种镍氢电池的正极极片的制作方法，包括如下步骤：

(1)在正极基体发泡镍上喷涂聚四氟乙烯乳液；

(2)在喷涂完成后的正极基体发泡镍上粉刷镍氢电池正极粉料，经辊压及裁片，得到正极极片。

通过在正极基体发泡镍上均匀喷涂聚四氟乙烯乳液(水做溶剂)，可以使发泡镍因浸润而更加柔软，具有良好的韧性，喷涂完成后，再粉刷镍氢电池正极粉料，由于聚四氟乙烯液体具有一定的粘性，粉刷的正极粉料易于附着在发泡镍上，有效减少了正极极片的表面浮粉以及掉粉现象，同时，制备得到的正极极片具有良好的绕卷性能。

就聚四氟乙烯乳液本身而言可以采用市售商品，对聚四氟乙烯分子量没有严格限制。

所述镍氢电池正极粉料采用现有镍氢电池制备过程中使用的正极粉料，但是不再添加聚四氟乙烯，使正极粉料混合更易均匀，粉刷更方便。

除了在发泡镍上粉刷镍氢电池正极粉料之前增加喷涂聚四氟乙烯乳液的步骤，其余工艺采用现有技术中镍氢电池的正极极片的干法制作工艺。

聚四氟乙烯具有一定的粘结作用，可以使正极粉料粘结在正极基体发泡镍上，有效避免镍氢电池在充放电过程中的脱粉现象，但是，聚四氟乙烯添加量过多，可能增加镍氢电池的内阻，因此，聚四氟乙烯的添加量需适宜。

一方面，聚四氟乙烯在水中的溶解度有限，另一方面，聚四氟乙烯溶液的浓度过低，会降低聚四氟乙烯的喷涂效率，优选地，聚四氟乙烯乳液的质量百分数为8～15％。

聚四氟乙烯乳液可以通过在市售的质量分数为60％的聚四氟乙烯乳液中添加纯水配制而成。

进一步优选，所述聚四氟乙烯乳液的质量百分数为8～12％。

作为优选，喷涂完成后的正极基体发泡镍中聚四氟乙烯乳液的质量与发泡镍的质量比为0.5～1.5∶100。

喷涂完成后，聚四氟乙烯乳液浸润正极基体发泡镍，单位体积内，聚四氟乙烯乳液的质量与发泡镍的质量比为0.5～1.5∶100。

进一步优选，喷涂完成后的正极基体发泡镍中聚四氟乙烯乳液的质量百分比为0.5～1.0∶100。