一种包覆式铁电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种包覆式铁电极。本实用新型专利技术的技术方案要点为：一种包覆式铁电极，包括极板，该极板主要由发泡镍基体或发泡铁基体和涂覆于发泡镍基体或发泡铁基体中的活性物质构成，所述的极板两侧分别包覆有切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片，该切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片通过机械辊压或缝焊或机械辊压与缝焊后使极板被包覆于切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片之内。本实用新型专利技术的包覆式铁电极与传统袋式铁电极相比，活性物质利用率提高了28%-30%，大电流放电能力提高了50%-60%。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于二次电池
，具体涉及一种包覆式铁电极。
技术介绍
19世纪末20世纪初，欧洲的JUNJER 和美国的EDISON技术了铁镍电池，这是一种以铁电极作为负极，羟基氧化镍作为正极的二次电池。由于铁电极可承受过充过放，长期放电态搁置等电性能滥用，且铁电极使用寿命长，循环寿命可达2000次以上，使用年限为20年以上，再者由于铁电极采用了铁作为活性物质，相比镉镍电池，铅酸电池负极使用的镉和铅材料，不构成对环境的污染。而相比氢镍电池负极使用的主要以稀土为主的贮氢合金，成本优势又十分明显，铁电极传统上采用的是袋式结构，即通过机械设备将四氧化三铁活性物质、添加剂和导电剂等混合粉包在镀镍钢带做成的袋状极板条内。根据容量需要，将所需数量的极板条通过机械作用力拼接在一起，然后按要求尺寸裁切成不同宽度的极板毛坯，再将毛坯装进极板框内，经过压纹形成极板，最后将极板焊接或装配在集流板上形成完整的铁电极，但这种袋式铁电极的制作工艺复杂，设备投入大，由于活性物质与集流体钢带间距大，活性物质利用率低，大电流放电能力较弱，一般仅适合制作中低倍率放电的铁镍电池（1C倍率以下电流放电）。
技术实现思路
本技术为克服现有技术的不足而提供了一种成本低、使用安全、使用寿命长、制作方法简单、大电流放电能力强且活性物质利用率高的包覆式铁电极。本技术的技术方案为：一种包覆式铁电极，包括极板，该极板主要由发泡镍基体或发泡铁基体和涂覆于发泡镍基体或发泡铁基体中的活性物质构成，其特征在于：所述的极板两侧分别包覆有切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片，该切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片通过机械辊压或缝焊或机械辊压与缝焊后使极板被包覆于切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片之内。本技术所述的活性物质是由以下重量百分含量的组分制备而成的：还原铁粉87%-95.5%、添加剂1%-5%、导电剂3%-7%和粘结剂0.5%-1%，所述的添加剂为硫酸镍、氢氧化镍或稀土类氧化物中的至少一种，其中稀土氧化物为二氧化钛、氧化钇、氧化铒或氧化镱中的一种或多种，所述的导电剂为铁粉、镍粉、石墨或乙炔黑中的至少一种，所述的粘结剂为PTFE乳液。本技术所述的切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片的材质为厚度＜1mm的金属带。本技术所述的切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片的孔径≤80目。本技术所述的极板包覆切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片后经压槽在极板及包覆于极板两侧的切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片上共同形成相对应的凸起和凹槽。本技术所述的凸起和凹槽为直线型凸起和凹槽、虚线型凸起和凹槽、曲线型凸起和凹槽、几何型凸起和凹槽或不规则形状的凸起和凹槽。本技术与现有技术相比具有以下优点：（1）发泡镍基体或发泡铁基体制得的包覆式铁电极，与袋式铁电极相比，由于发泡镍基体或者发泡铁基体独特的三维网状结构和高度的微孔化，这样活性物质与集流体间的距离大大缩短，包覆式铁电极的大电流放电能力明显加强，活性物质的利用率也得到提高；（2）极板包覆切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片后经压槽在极板及包覆于极板两侧的切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片上共同形成相对应的凸起和凹槽，一方面使切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片与极板紧密粘合在一起，有效防止活性物质的脱落，另一方面也有利于气液在切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片通道中流动；（3）用本技术的包覆式铁电极制作的铁镍电池可满足高倍率放电的要求，制作方法简单、便于生产；（4）本技术的包覆式铁电极与传统袋式铁电极相比，活性物质利用率提高了28%-30%，大电流放电能力提高了50%-60%。附图说明图1是本技术实施例1制得的包覆式铁电极的结构示意图，图2是图1的横向剖视图。图面说明：1、极板，2、切拉网。具体实施方式以下通过实施例对本技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本技术上述内容实现的技术均属于本技术的范围。实施例1包覆式铁电极的制备（1）活性物质混合料的制备：将87g还原铁粉、5g添加剂硫酸镍和7g导电剂石墨混合均匀，然后加入由1g粘结剂配制成质量浓度为20%的粘结剂水溶液5g，调制搅拌混合均匀，即制成活性物质混合料；（2）发泡镍基体或发泡铁基体的制备：将发泡海绵经电镀镍后烧除海绵制得发泡镍基体，将发泡海绵经电镀铁再电镀镍后烧除海绵制得发泡铁基体；（3）包覆式铁电极的成型：将步骤（1）制得的活性物质混合料刷涂于步骤（2）制得的发泡镍基体或发泡铁基体中，压片，冲切，点焊极耳制得极板1，再将切拉网2包覆于极板1两侧通过机械辊压与缝焊后使极板1被包覆于切拉网2之内，极板1包覆切拉网2后经压槽在极板1及包覆于极板1两侧的切拉网2上共同形成相对应的凸起和凹槽即制得发泡镍式铁电极或发泡铁式铁电极，统称为包覆式铁电极。传统袋式铁电极：将还原铁粉87g、添加剂硫酸镍5g和导电剂石墨7g混合均匀，通过机械设备将混合粉包在镀镍钢带做成的袋状极板条内，然后压成极板，最后将极板焊接极耳，即制成袋式铁电极。将本技术的包覆式铁电极和传统的袋式铁电极与烧结式镍电极以聚丙烯无纺布和聚乙烯辐射接枝膜组成的隔膜隔开，组成叠片式铁镍电池，装入尼龙塑料壳内，然后灌注比重为1.25g/mL的氢氧化钾水溶液（内含15g/mL的氢氧化锂），搁置12小时，再经充放电活化即成为铁镍电池。电池以0.25C充电8小时，停30分钟，以0.2C放电至1.0V，计算出电池放电容量。电池以0.25C充电8小时，停30分钟，以5C放电至0.8V，计算出电池放电容量。电池以铁电极理论容量的0.1C充电10小时，停30分钟，然后以铁电极理论容量的0.1C放电至0.55V（相对锌参比电极），计算出铁电极中活性物质克容量。本技术的包覆式铁电极与传统的袋式铁电极活性物质利用率和大电流放电能力比较，见下表：类别电池0.2C放电容量电池5C放电容量5C放电比率活性物质利用率发泡镍式铁电极2077毫安时1650毫安时79.4%287毫安时每克发泡铁式铁电极1988毫安时1512毫安时76.1%271毫安时每克袋式铁电极1928毫安时1025毫安时53.2%213毫安时每克从上表可以看出，本技术的包覆式铁电极与传统袋式铁电极相比，大电流放电能力明显加强，活性物质的利用率也得到提高，实验证明，本技术的包覆式铁电极与传统袋式铁电极相比，活性物质利用率提高了35%，大电流放电比率提高了61%。实施例2包覆式铁电极的制备（1）活性物质混合料的制备：将91.3g还原铁粉、3g添加剂氢氧化镍和5g导电剂乙炔黑均匀混合，然后加入0.7g粘结剂配制成质量浓度为14%的粘结剂水溶液5g调制，搅拌均匀，即制成活性物质混合料；（2）发泡镍基体或发泡铁基体的制备：将发泡海绵经电镀镍后烧除海绵制得发泡镍基体，将发泡海绵经电镀铁再电镀镍后烧除海绵制得发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包覆式铁电极，包括极板，该极板主要由发泡镍基体或发泡铁基体和涂覆于发泡镍基体或发泡铁基体中的活性物质构成，其特征在于：所述的极板两侧分别包覆有切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片，该切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片通过机械辊压或缝焊或机械辊压与缝焊后使极板被包覆于切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片之内。

【技术特征摘要】
1.一种包覆式铁电极，包括极板，该极板主要由发泡镍基体或发泡铁基体和涂覆于发泡镍基体或发泡铁基体中的活性物质构成，其特征在于：所述的极板两侧分别包覆有切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片，该切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片通过机械辊压或缝焊或机械辊压与缝焊后使极板被包覆于切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片之内。
2.根据权利要求1所述的包覆式铁电极，其特征在于：所述的切拉网、冲孔网带、编织网或微孔金属片的材质为厚度＜1mm的金属带。
3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉锋，李群杰，李喜歌，
申请(专利权)人：河南创力新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41