[发明专利]钢带式铁电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池的技术领域，尤其涉及一种用于二次电池负极的钢带式铁电极及其制备方法。

背景技术

二次电池又称为充电电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而反复使用的电池。其中铁氧化镍电池是以铁电极作为电池的负极。现有的铁电极采用的是袋式结构，即通过机械设备将四氧化三铁，添加剂，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℃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，大电流放电能力较弱，活性物质与集流体钢带间距大，造成活性物质利用率低，适用范围窄，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）。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种成本低、使用寿命长、制作工艺简单、大电流放电能力强、能满足高倍率电池放电要求的钢带式铁电极及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种钢带式铁电极，包括毛刺钢带基体、设置在毛刺钢带基体表面的活性物质浆料，所述毛刺钢带基体是由平面钢带经机械冲孔成为三维结构后整体化学镀镍而成，所述的活性物质浆料是由各组分按照以下重量百分比制成：四氧化三铁85～95%、添加剂1～5%、导电剂3～7%、粘结剂1～3%。

所述的添加剂为硫酸镍、氢氧化镍、稀土氧化物中的至少一种。

所述的导电剂为石墨或者乙炔黑。

所述的粘结剂为HPMC、CMC、PTFE乳液中的至少一种。

所述的钢带式铁电极的制备方法，其制备方法包括如下步骤：

步骤1、毛刺钢带基体的制备：根据要制备的钢带式铁电极取平面钢带，将所取的平面钢带经机械冲孔成为三维结构，然后整体化学镀镍，制得毛刺钢带基体；

步骤2、活性物质浆料的制备：在室温下，首先将重量百分比为85～95%的四氧化三铁、重量百分比为1～5%的添加剂、重量百分比为3～7%的导电剂均匀混合，然后加入由重量百分比为1～3%的粘结剂配制成的质量浓度为8%的粘结剂水溶液调制，搅拌1小时至均匀，制成活性物质浆料； 

步骤3、钢带式铁电极的成型：将步骤2制备的活性物质浆料按极板增重要求均匀涂覆于步骤1制备的毛刺钢带基体的表面，在60～80℃下烘干，然后用滚压机压至毛刺钢带基体上每立方厘米有3克活性物质浆料的厚度，再经切片机冲切，最后用点焊机点焊极耳，制得钢带式铁电极。

本发明与现有技术相比有以下的优点：

本发明采用毛刺钢带基体作为集流体，将四氧化三铁、添加剂、导电剂、粘结剂制成的活性物质浆料直接涂覆在毛刺钢带基体上，经烘干、压片、冲切、点焊极耳、制成钢带式铁电极；由于毛刺钢带基体独特的三维结构，四氧化三铁与集流体间的距离大大缩短，提高了活性物质的利用率；本发明的钢带式铁电极的大电流放电能力明显加强，能满足铁镍电池高倍率放电的要求，进而能使得铁镍电池作为电动车动力电源，具有好大的社会效益和经济效益；另外，本发明的还有具有成本低、制作工艺简单、使用寿命长的优点。

由实施例的实验证明，本发明的钢带式铁电极与传统袋式铁电极相比，活性物质利用率提高了14～18.7%，大电流放电能力提高了45～48%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

取四氧化三铁85克、添加剂5克、导电剂7克、粘接剂3克。

本发明钢带式铁电极及其制备方法：一种钢带式铁电极，包括毛刺钢带基体、设置在毛刺钢带基体表面的活性物质浆料，所述毛刺钢带基体是由平面钢带经机械冲孔成为三维结构后整体化学镀镍而成，所述的活性物质浆料是由各组分按照以下重量百分比制成：四氧化三铁85克、添加剂5克、导电剂7克、粘结剂3克。

所述的添加剂为硫酸镍、氢氧化镍、稀土氧化物中的至少一种。

所述的导电剂为石墨或者乙炔黑。

所述的粘结剂为HPMC乳液、CMC乳液、PTFE乳液中的至少一种。

所述的钢带式铁电极的制备方法，其制备方法包括如下步骤：

步骤1、毛刺钢带基体的制备：根据要制备的钢带式铁电极取平面钢带，将所取的平面钢带经机械冲孔成为三维结构，然后整体化学镀镍，制得毛刺钢带基体；