[其他]碱性蓄电池氢氧化镍正极的改进工艺

说明书

本发明涉及碱性蓄电池氢氧化镍正极，，特别与镍-镉、镍-铁、镍-锌、镍-氢蓄电池有关。

这种类型蓄电池的氢氧化镍正极通常很薄（厚度为一毫米的十分之几数量级），并具有柔韧性。

制造这种电极的普通方法是利用一个多孔烧结镍基板来实施的。这种基板上的微孔是通过把基极浸渍在含有至少一种镍盐的溶液中来填充的，然后把经浸渍的基板浸泡在碱液中（例如，钾碱或苏打），以便将镍盐转化成为氢氧化镍Ni（OH）₂，最后生成氢氧化镍沉积物。这种浸渍/碱沉积操作步骤要重复多次。

通过这种方法制得的正极一般称为“烧结正极”，它具有良好的机械性能和电性能，但生产成本很高。生产成本高的原因之一是烧结镍基极的价格高，另外一个原因是为了得到预定的电池容量，必须将上述浸渍/碱沉积操作步骤重复多次（通常至少为四次）。而且这种技术需要很大的投资，因为只有大量生产这种电极才能维持其价格不变。

已经有人建议过在制造氢氧化镍正极时不采用烧结镍基板，也不必重复浸渍/碱沉积操作步骤。

按照这一建议首先可采用一种廉价的收集板，如多孔金属板、绝缘纸、导电塑料纤维，碳纤维或有机纤维，这样就可通过喷或撒的方法，将活性产物，即氢氧化镍Ni（OH）₂沉积在上述收集板上。

所用的氢氧化镍为粉末状，其中加以镍或石墨为有用成分的导电粉末。另外，通常还须加入一种粉末状塑料的粘合剂，例如聚乙烯和/或聚四氟乙烯，也可以加入一种有机液体，它可以通过加热或加催化剂聚合。

这种粉状混合物（氢氧化镍，导电粉末、粘合剂）可以被撒散在上述廉价的收集板上，也可以制成糊膏，涂敷到该收集板上。

在层压之后进行热处理，使这种塑料熔融，或聚合成为可聚的粘合剂。

很显然，使用这种方法获得的电极比使用上述的普通工业方法所获得的电极便宜，但是它们有两个主要的缺点，即：

一方面，它们的体积容量很小，原因在于为了产生良好的电化学输出性能。在提供足够的氢氧化镍时就必须使用大量的惰性粘合剂和导电粉末。

另一方面，这种电极的充放电循环期间，它们会很快脱落。这是由于在电极充电状态发生变化时Ni（OH）₂的体积变化的影响以及在过充电时析氧的影响，从而使这种复合材料（氢氧化镍、导电粉末、粘合剂）发生位错所造成的。

事实上，这一建议已通过使用特殊的收集板，或改变粘合剂性能，或增加能使体积容量增大的粘合剂比例等方法，提高了这种电极的充放电循环寿命。

本申请人已经发现，采用将浸泡和沉积这两个基本步骤一次连续完成的方法，获得体积容量和耐循环性能与采用多孔烧结镍基板反复浸泡和沉积的方法基本相同的氢氧化镍正极是可能的，而且成本极低。这两个基本步骤即：

第一步骤是在基板上涂一层由含量至少为70Wt%的粉状氢氧化镍含量20～25Wt%的导电粉末和含量低于5Wt%的粘接剂组成的糊膏混合物，然后对基板上的这种糊膏进行干燥和层压。

第二步骤是阴极极化，把上述已经涂膏并干燥、层压的基板浸泡于至少含有一种镍盐的电解质溶液中，然后把已经过阴极极化的电极进行水洗、干燥和软化。

最好：

1.这种导电粉末是羰基镍;

2.这种粘合剂是超细聚乙烯粉;

3.这种阴极极化是在不施加电流的情况下，在浸渍步骤之后进行的，用于阴极极化的电解液与浸渍液为同一电解液。

通过如下说明及其附图，将对本发明有更清晰的理解。

附图1和附图2表明，根据I.E.C，KR23/43碱性蓄电池的额定容量为1.4安培·小时，纵座标为以安培·小时表示的容量，它是以充放电循环寿命表示的横座标的函数。对于图1放电率为C/5（以0.24安培的电流输出，5小时放完额定容量），而图2中放电率为3C（以0.36安培的电流输出，1/3小时，即20分钟放完额定容量）。曲线1为普通工业型烧结氢氧化镍正极的电池容量变化曲线，曲线2为根据本发明的方法，通过第一步骤所获得的氢氧化镍正极的电池容量变化曲线，曲线3是根据本发明的方法，即两步法，所获得的氢氧化镍正极的电池容量变化曲线。

下面是一种方法，进一步说是一种实施本发明，并制造本发明的各种零件以便生产蓄电池的氢氧化镍正极的一种最佳方法。也可以使用一种类似的方法。

根据实例中所使用的方法，混合物由如下粉状物组成：

Ni（OH）₂粉 72%

羰基镍（导电粉）    24%