一种太阳能镍氢充电电池的制作工艺制造技术

一种太阳能镍氢充电电池的制作工艺，在钢壳内安装正极、负极、隔膜，并注入电解液，正、负极填充活性材料，活性材料的负极合金粉采用吸氢平台低的长寿命型合金粉，正极基体采用面密度大的发泡镍，正极活性材料采用内加钴的加锌覆钴球镍和加锌球镍的混合物；隔膜经过接枝和等离子技术处理，负极与钢壳接触面积加大，正负极容量比为１∶１．６－２．２。本发明专利技术通过上述工艺实现电池的高充电效率、高过放电恢复性能和长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种太阳能充电电池，具体涉及一种太阳能镍氢充电电池的制作工艺。
技术介绍
：随着社会现代化水平的提高，城市绿地面积的增加，人们文化生活的日益丰富，环保、节能的太阳能草坪灯和音响得到了越来越广泛的应用，人们对可充电电池的要求也越来越高。但现有太阳能镍氢充电电池充电效率低、过放电恢复性能差，特别是在我国南方城市阴雨天比较多，光照不足，常规充电电池因为白天充电不足，而晚上又要持续小电流放电来保证草坪灯的照明，由于充电效率低，不仅不能保证草坪灯的照明时间，还会因为电池长时间过放电影响电池的使用寿命。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种充电效率高、过放电恢复性能好、使用寿命长、应用范围广的太阳能镍氢充电电池的制作工艺。本专利技术采用的技术方案是：这种太阳能镍氢充电电池的制作工艺，在钢壳内安装正极、负极、隔膜，正负极填充活性材料，钢壳内并注入电解液，活性材料包括负极合金粉、正极导电剂、正极球型氢氧化亚镍，所述的负极合金粉采用吸氢平台低的长寿命型合金粉，所述的正极基体采用面密度大的发泡镍，正极球型氢氧化亚镍采用内加钴的加锌覆钴球镍和加锌球镍的混合物，所述的-->隔膜采用经过接枝技术和等离子技术处理的隔膜。上述技术方案中，相同面积的负极片，提高负极片高度，减少负极片长度，而且负极片下边长于正极片。上述技术方案中，正、负极容量比在1∶1.6-2.2之间。上述技术方案中，所述的吸氢平台低的长寿命型合金粉，可采用金峰航6C-30或金峰航6H-30、6T-30、L11T-30、厦门钨业ML-01、ML-02、ML-04、内蒙古稀奥科T2A-180等。上述技术方案中，所述的内加钴的加锌覆钴球镍与普通加锌球镍的混合比例为1∶06-1.5上述技术方案中，所述的经过接枝技术和等离子技术处理的隔膜采用湿敷型隔膜。上述技术方案中，所述的正极导电剂是指在正极中添加乙炔黑、石墨、氧化亚钴、金属镍粉等中的至少一种物质。氧化亚钴是必须要用的物质。本专利技术的负极合金粉采用吸氢平台低的长寿命型合金粉，因而提高了电池的小电流充电效率和使用寿命，正极基体采用面密度大的发泡镍，面密度大的发泡镍中导电镍网含量较多，能够使电池的集流效果加强，提高电池充电效率，正极活性材料采用内加钴的加锌覆钴球镍与普通加锌球镍以一定的比例进行混合，大大提高了电池的小电流充电效率和过放电恢复性能，本专利技术隔膜采用经过接枝技术和等离子技术处理的隔膜，也提高了电池的充电效率，本专利技术的正负极结构，尽量使负极与钢壳接触面积增大来减少电池内阻，正负极容量比在1∶1.6-2.2之间，足量的负极容量保证了电池的过放电恢复能力。因此，本专利技术通过对活性材料的选择、正负极的结构优化、容量配比、正极配比以及-->电池隔膜的选择，实现了电池高充电效率、高过放电恢复性能和长寿命。附图说明：图1为72×18mm负极片形状图图2为40×32mm负极片形状图图3为规格型号KH-AAJ400的常规电池和本专利技术工艺制作电池检测结果表图4为规格型号KH-AAJ1300的常规电池和本专利技术工艺制作电池检测结果表具体实施方式：本专利技术主要是通过对活性材料的选择、正负极片的结构优化、容量配比以及电池隔膜的选择，达到满足电池高充电效率的要求。本专利技术所述的活性材料包括负极合金粉、正极基体材料、正极导电剂、正极球型氢氧化亚镍，隔膜纸。本专利技术所述的负极合金粉采用吸氢平台低的长寿命型合金粉，如金峰航6C-30、6H-30、6T-30、L11T-30，厦门钨业ML-01、ML-02、ML-04，内蒙古稀奥科的T2A-180等，由于这些合金粉中钴含量较高，从而提高电池的小电流充电效率和使用寿命，本专利技术中所述的正极基体采用面密度大的发泡镍，因面密度大的发泡镍中导电镍网含量较多，能够使电池的集流效果加强，提高电池充电效率，从而提高电池的充电效率；正极活性材料采用内加钴的加锌覆钴球镍与普通加锌球镍以一定的比例进行混合，能大大提高电池的小电流充电效率，其原理如下：Ni(OH)2是一种典型的p型半导体，所以在制作正极时要加入导电性能较好的材料如氧化亚钴、钴粉、镍粉或石墨等，来减少Ni(OH)2颗粒之间或颗粒与导电基体之间的接触电阻，加入的氧-->化亚钴在充电后转变为CoOOH，这就在Ni(OH)2颗粒和基体间提供了一个很好的电子通道，而且在放电过程中CoOOH不被还原，而是在电极的整个使用过程中作为永久性集流体，(β-CoOOH的导电率为50×10-1mΩ/cm，而β-NiOOH的导电率只有10-1mΩ/cm。)目前国内普通镍氢电池的正极是用加锌球镍与导电剂氧化亚钴进行机械混合再填入基体中，但机械混合并不能使钴均匀地分布在每一个球型Ni(OH)2颗粒表面，所以充电过程生成的CoOOH分布也不会十分均匀，这就使得电极反应也不能均匀地进行，不能保证颗粒与颗粒之间、颗粒与基体之间形成良好的导电层，例如充电时，CoOOH分布多的地方活性物质能顺利地被氧化成β-NiOOH，甚至因过充被氧化成γNiOOH，而CoOOH分布少的地方，反应不能顺利进行，活性物质甚至还保留为β-Ni(OH)2，导致正极的小电流充电效率非常低；而覆钴球镍是在每一个氢氧化亚镍表面镀钴，反应在溶液中进行的，因此能保证在每一个Ni(OH)2颗粒表面生成均匀的金属钴层。充电时生成CoOOH也会均匀地分布在每一个Ni(OH)2颗粒表面，这就保证了Ni(OH)2与基体以及Ni(OH)2颗粒之间在充放电过程中有通畅的电子通道，因此可以大大提高正极的充电效率，特别是小电流充电时，放电时情况也差不多，均匀的导电网络能充分保证所充电能顺利放出，覆钴球镍的缺点是抗氧化性能较差，对工艺时间要求非常严格，目前电池的制作工艺不能满足，为适应生产要求，我们采用覆钴球镍与普通球镍混合来找到两者的最佳结合点，混合粉比单一的覆钴球镍稳定性提高很多，既能满足高充电效率的要求，又在生产具有可操作性，具体的比例为加锌覆钴球镍∶普通加锌球镍＝1∶0.6～1.5。其中内加钴的加锌覆钴球镍国内主要生产厂家为河南科隆、江门长优等，通过这种比率混合，能提高电池的过放电-->恢复性能，并且能提高电池的充电效率；隔膜采用经过接枝技术和等离子技术处理的隔膜来提高电池的充电效率，其原理如下：隔膜在电池中主要起着隔离两电极的电通路、保持两电极之间具有良好的离子通道和防止活性物质向对电极迁移等作用。高充电效率的池用隔膜必须具有以下性能：(1)高的离子交换能力；(2)高的荷电保持能力；(3)低的隔膜电阻，普通的隔膜其材料一般是单一的PP，PP的特点是具有高的化学稳定性和机械强度，缺点是PP材料是憎水的，吸碱量小，而隔膜电阻和离子交换能力与隔膜的吸碱量密切相关，采用接枝工艺和等离子技术处理的隔膜是用紫外线辐射分离氢离子在聚合物表面形成自由基，然后将亲水的PE单体与自由基组合生成混合材料的隔膜，从而提高了隔膜的吸碱能力，使隔膜拥有高离子交换能力和低的隔膜电阻，此外接枝工艺的隔膜还能够快速捕捉引起电池自放电的金属离子和氨等杂质，大大改善了隔膜的荷电保持能力。这种隔膜有如下型号FS2227-20、SCIMAT700/25、600/25、700/30K。本专利技术所述的正负极结构，其中尽量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能镍氢充电电池的制作工艺，在钢壳内安装正极、负极、隔膜，正负极填充活性材料，钢壳内并注入电解液，其特征在于活性材料包括负极合金粉、正极导电剂、正极球型氢氧化亚镍，所述的负极合金粉采用吸氢平台低的长寿命型合金粉，所述的正极基体采用面密度大的发泡镍，正极球型氢氧化亚镍采用内加钴的加锌覆钴球镍和加锌球镍的混合物，所述的隔膜采用经过接枝技术和等离子技术处理的隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能镍氢充电电池的制作工艺，在钢壳内安装正极、负极、隔膜，正负极填充活性材料，钢壳内并注入电解液，其特征在于活性材料包括负极合金粉、正极导电剂、正极球型氢氧化亚镍，所述的负极合金粉采用吸氢平台低的长寿命型合金粉，所述的正极基体采用面密度大的发泡镍，正极球型氢氧化亚镍采用内加钴的加锌覆钴球镍和加锌球镍的混合物，所述的隔膜采用经过接枝技术和等离子技术处理的隔膜。2.根据权利要求1的太阳能镍氢充电电池的制作工艺，其特征在于负极片下边长于正极片。3.根据权利要求1的太阳能镍氢充电电池的制作工艺，其特征在于正...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨书胜，王旭，周建明，钟发平，
申请(专利权)人：湖南科力远高技术有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]