[发明专利]复合结构泡沫镍及其制造方法

说明书

本发明涉及一种碱性蓄电池电极基体及其制造方法。

现行圆柱形、方形碱性蓄电池基体普遍使用的有镀镍冲孔钢带、镀镍编织铁网、泡沫镍等。其中镀镍冲孔钢带与镀镍编织铁网的抗折强度、抗拉强度、抗变形能力较大，但活性物质负载量较小，用它们作基体所制电极的体积比容量较低；而以泡沫镍作基体活性物质负载量较大，由其所制电极的体积比容量较高，但泡沫镍基体具有涂覆活性物质后经辗压易变形的缺点，导致电极极板寸控制困难，需经修剪来控制电极极板尺寸；抗折强度低的缺陷使现行以泡沫镍为基体的圆柱形电池废品率较高；抗拉强度低的缺陷使现行泡沫镍基体不能用于极板面积较大的方形碱性蓄电池；耐膨胀能力较低的缺陷又导致电池的期容量明显下降。

有关泡沫镍的制备方法已有不少报道，如欧洲专利EP0522927A1，中国专利CN90100565，美国专利US4957543等，但这些方法基体都是直接利用泡沫塑料作为模体，通过各种途径在泡沫塑料模体上覆以金属镍后，烧掉泡沫模体，得到泡沫镍。用这类方法所制得的泡沫镍用作碱蓄电池基体时都存在着上述泡沫镍基体的几种缺陷。为改进泡沫镍性能曾有人试图用纤维加强(日本专利JP04351853)和合金加强(日本专利JP0499184)及加树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网(中国专利CN92112168.7，欧洲专利EP0595757A1)的方法，但用纤维加强法只能提高泡沫镍的抗折强度；合金加强法只能提高泡沫镍的抗拉强度及可焊性，而对泡沫镍其它方面性能的改善作用很小，甚至还有负面影响。加树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网的方法，虽对用于大容量镍/氢电池(＞20Ah)极板基体时的导电能力和耐热变形能力提高不少，但仍存在着以下几个方面的问题：1．加树根状镀镍后的铜、铝集流网的泡沫镍只能用作碱电池的负极基体，而不能用作正极基体，因为电镀镍表面微裂纹的存在使表面镀镍层不能对铜、铝底层有完美的保护，铜、铝底层在碱性溶液中又不能形成纯化膜，所以作为正极基体时在高电位条件下铜、铝底层会溶出而进入电池隔膜，增加隔膜电阻或形成沉淀堵塞隔膜或扩散到负极区而降低负极的析氢过电位，所以这种加树根状镀镍后的铜、铝集流网泡沫镍如果说在镍/氢碱电池中还能勉强作为正极和负极基体使用的话，但在镍/镉碱电池中就只能用于负极基体；2．加树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网的泡沫镍仅集流网就厚0.5～1.5毫米，而极板较薄的圆柱形及容量＜20Ah的方形碱电池整个极板才只有0.6～1.0毫米厚，所以这种加树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网的泡沫镍不适用于这些碱电池；3．铜、铝集流网的材料价格要比较为常见的冲孔钢带和编织铁网的材料价格高的多，所以用前者的电池价格要比用后者的电池价格高；4．加树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网的泡沫镍基体的制作方法只能适用于一次单片制做，而不适用于一次多片的大规模生产电极基体；5．CN92112168.7和EP0595757A1专利中没有给出加树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网泡沫镍基体的具体制做方法，存在着例如如何将泡沫塑料固定在树根状镀镍后的镍、铜、铝集流网两面，而不至在化学镀镍过程中泡沫塑料与集流网脱离等问题。

本发明的目的是提供一种可用作圆柱形及单体容量小于100Ah方形碱性蓄电池电极基体的复合结构泡沫镍；为此，本发明还提供了制造该复合结构泡沫镍的方法。这种复合结构泡沫镍将现有镀镍冲孔钢带、镀镍编织铁网等基体及泡沫镍基体的优点集于一体，并在一定程度上克服了它们各自的缺陷。

为了达到上述目的，本发明以金属网带为支撑体，支撑体两面覆以泡沫镍，支撑体两面的泡沫镍之间及支撑体与其两面的泡沫镍之间由化学镀和电镀生长的镍连为一体。用作支撑体的金属网带可以是冲孔钢带或镀镍冲孔钢带，也可以是编织铁网或镀镍编织铁网，还可以是编织镍网或冲孔镍带，金属网带的厚度为0.05～0.30毫米，平面孔率为70～90％。