排好版鎳氫電池制造及輔助材料11

1、1鎳氫電池概述1.1鎳氫電池的發(fā)展概況1.2鎳氫電池的化學(xué)原理1.3鎳氫電池結(jié)構(gòu)1.4鎳氫電池的特性1.5 鎳氫電池的發(fā)展2鎳氫電池的設(shè)計2.1鎳氫電池設(shè)計基礎(chǔ)2.2鎳氫電池設(shè)計的基本步驟2.3鎳氫電池設(shè)計舉例3.鎳氫電池主要輔助材料3.1基體材料3.2隔膜3.3電解液3.4導(dǎo)電劑3.5粘合劑4鎳氫電池的制造4.1鎳氫電池正極的制造4.2鎳氫電池負極的制造4.3鎳氫電池的組裝4.4鎳氫電池的化成分選5鎳氫電池的制造設(shè)備5.1鎳氫電池的極片制造設(shè)備5.2鎳氫電池的組裝主要設(shè)備5.3鎳氫電池的化成分選設(shè)備6.鎳氫電池的檢測技術(shù)6.1鎳氫電池規(guī)范6.2充放電性能測試6.3電池容量的測試6.4電池循環(huán)

2、壽命的測試6.5電池內(nèi)阻與內(nèi)壓的測定6.6電池溫度性能的測試6.7電池自放電及存儲性能的測試6.8安全性能的測試6.9電極活性物質(zhì)性能的測定1鎳氫電池概述鎳氫二次堿性電池可分為高壓氫鎳電池和低壓氫鎳電池兩類。這里所說的鎳氫電池實際上是指金屬氫化物-鎳電池（MH-Ni），它是由Markin等采用LaNi5電極代替高壓氫-鎳電池中的氫電極的一種新型低壓氫-鎳電池。1.1鎳氫電池的發(fā)展概況MH-Ni電池的技術(shù)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段即六十年代末至七十年代末為可行性研究階段；第二階段即七十年代末至八十年代末為實用性研究階段；1984年開始，荷蘭、日本、美國都致力于研究開發(fā)儲氫合金電極。1988

3、年，美國Ovonic公司，1989年，日本松下東芝三洋等電池公司先后開發(fā)成功MH-Ni電池。第三階段即九十年代初至今為產(chǎn)業(yè)化階段。我國于80年代末研制成功電池用儲氫合金，1990年研制成功AA型MH-Ni電池，容量在9001000mAh?，F(xiàn)在已有數(shù)十個廠家能批量生產(chǎn)MH-Ni電池。由于我國具有豐富的稀土資源，因此在我國MH-Ni電池的開發(fā)促進了這一資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，并得到了國家“863”計劃的大力支持，八五期間和九五期間MH-Ni電池均被國家科委列為重點發(fā)展項目。1.2鎳氫電池的化學(xué)原理11.2.1鎳氫電池的電極反應(yīng)鎳氫電池是以金屬氫化物為負極，氫氧化鎳電極為正極，氫氧化鉀溶液為電解液，

4、電池的電極反應(yīng)如下：正 極充 電 Ni(OH)2+OH- NiOOH+H2O+e過充電 4OH- 2H2O+O2+4e放 電 NiOOH+H2O+e Ni(OH)2+OH-過放電 2H2O+2e H2+2OH-負 極充 電 M+H2O+e MH + OH-過充電 2H2O+O2+4e 4OH-放 電 MH+ OH- M+H2O+e過放電 H2+2OH- 2H2O+2e總電池反應(yīng)：MH+NiOOH M+Ni(OH)2圖1-1 MH-Ni電池反應(yīng)機圖充電時，正極上的Ni(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镹iOOH，水分子在貯氫合金負極M上放電，分解出氫原子吸附在電極表面上形成吸附態(tài)的MHad，再擴散到貯氫合內(nèi)部而被

5、吸收形成氫化物MHab 。氫在合金中的擴散較慢，擴散系數(shù)一般都在10-710-8cm·s-1。擴散成為充電過程的控制步驟。這個過程可以表示如下：M+H2O +e MHad + OH-MHad-MHab-MHab-MHMHad+ MHad 2M+H2MHad + H2O +e M+H2+OH-在電極充電初期，電極表面的水分子在金屬鎳的催化作用下被還原成氫原子，氫原子吸附在合金的表面上，形成吸附態(tài)氫原子MHad。吸附在合金表面上的氫原子擴散進入合金相中，與合金相形成固溶體-MHab。當(dāng)溶解于合金相中的氫原子越來越多，氫原子將與合金發(fā)生反應(yīng)，形成金屬氫化物-MH。當(dāng)氫原子濃度進一步提高時，

6、將發(fā)生氫原子的復(fù)合脫附或電化學(xué)脫附。過充電時，由于陽極上可以氧化的Ni(OH)2都變成了NiOOH(除了活性物質(zhì)內(nèi)部被隔離的Ni(OH)2之外)，這時OH-失去電子形成O2，O2擴散到負極，在貯氫合金的催化作用下得到電子形成OH-，也可能與負極產(chǎn)生的氫氣復(fù)合成水，放出熱量，使電池溫度升高，同時也降低了電池的內(nèi)壓。負極上由于貯氫合金已吸飽了氫不能再吸氫，這時，水分子在負極上放電形成H2，H2再在貯氫合金的催化作用下與正極滲透過來的氧氣復(fù)合成水。放電時，NiOOH得到電子轉(zhuǎn)變?yōu)镹i(OH)2，金屬氫化物(MH)內(nèi)部的氫原子擴散到表面而形成吸附態(tài)的氫原子，再發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成貯氫合金和水。氫原子的擴

7、散步驟仍然成為負極放電過程的控制步驟。過放電時，正極上可被還原的NiOOH已經(jīng)消耗完了（鎳氫電池一般設(shè)計為負極容量過量)，這時H2O便在鎳電極上還原正極(鎳電極)2H2O+2e H2+2OH-負極(貯氫合金電極)：H2+2OH- 2H2O +2e這樣氫氣在鎳電極上生成，又在貯氫合金電極上消耗掉。這時電池的電壓變成“負”的，即鎳電極電位反而比氫電極電位更負，所以也稱為反極。在電池反應(yīng)中，貯氫合金擔(dān)負著貯氫和電化學(xué)反應(yīng)的雙重任務(wù)。從上面的過程可以看出，在過充和過放過程中，由于貯氫合金的催化作用，可以消除產(chǎn)生的O2和H2從而使電池具有耐過充過放電能力。但隨著充放電循環(huán)的進行，儲氫合金逐漸失去催化能力

8、，電池內(nèi)壓便升高了。為了保證氧的復(fù)合反應(yīng)，消除氧氣壓力，設(shè)計電池時，負極容量過量，電池容量由正極限制。實現(xiàn)電池密封時，才能保證電池的安全。1.2.2 MH-Ni電池過充電時內(nèi)部氣體與物質(zhì)的循環(huán)MH-Ni電池過充電時，電池內(nèi)部氣體復(fù)合可保持電池內(nèi)壓平衡。因為，過充電時，電池正板將發(fā)生析氧反應(yīng)。析出的氧通過多孔隔膜到達負極表面。由于負極的設(shè)計容量過剩，4OH- 2H2O + O2 + 4e在充電過程中不會因負極不能吸收氫而使氫原子復(fù)合成氫氣析出，而是到達負極表面的氧氣與金屬氫化物發(fā)生氧化-還原反應(yīng)4MH+ O2 4M+2H2O鎳是上述反應(yīng)的良好催化劑。MH-Ni電池活化后，貯氫合金表面層中金屬鎳的

9、濃度大大提高。當(dāng)電池過充電時，吸附在金屬鎳表面的氫原子增多，有利于反應(yīng)。因此，不會因析出氧而導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高。過充電時的總反應(yīng)為 4M+2H2O O2 +4MH過充電時，電池內(nèi)部的物質(zhì)并未因正極析氧而減少，而是通過氧的產(chǎn)生與消耗達到物質(zhì)平衡。在上面的分析中，假設(shè)電池過充電時負極是不析出氫氣的。但是對于電池化成不好而使得金屬氫化物電極表面催化性能差的貯氫合金電極，其充電效率與充電容量將受到很大影響。當(dāng)充電量達到一定程度后，過電位太大會導(dǎo)致負極產(chǎn)生氫氣，而氫氣在正極上消耗或被負極再次吸收的速率是緩慢的。因此當(dāng)電池過充電時，由于伴隨較多的氫氣析出，而氧氣又不能有效地被負極消耗，造成內(nèi)壓迅速增長，最終

10、使電池漏氣。所以，對于理想的MH-Ni電池，必須具有良好的金屬氧化物電極以降低電池的內(nèi)壓，增強負極復(fù)合氧氣的能力。1.3鎳氫電池的結(jié)構(gòu)目前市售Ni-MH電池主要有圓筒形、方形和扣式3類。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2、圖1-3和圖1-4所示。從這些結(jié)構(gòu)圖中可以看出，不論哪種結(jié)構(gòu)的電池，均由外殼、正極片、負極片以及正負極極耳(導(dǎo)電帶)、密封圈、放氣閥帽 (正極)、隔膜等組成。105圖1-2 圓筒形MH-Ni電池斷面圖1- Ni(OH)2正極；2-MH負極；3-隔膜； 4-1.2.3卷繞的電極組；5-負極極耳；6-外殼； 7-密封圈；8-正極帽兼放氣閥； 9-彈簧；10-正極極耳圖1-3方形MH-Ni電池

11、結(jié)構(gòu)圖 圖1-4MH-Ni扣式電池結(jié)構(gòu)圖 1-負極柱；2-安全閥；3-正極柱； 4-上蓋； 1-正極蓋；2-正極片； 3-隔膜；4-負極片；5-密封圈；6-正極片； 7-負極片；8-殼體； 5-密封圈；6-負極殼；1.4鎳氫電池的特性2MH-Ni電池的特點是能量密度高，無記憶效應(yīng)，耐過充過放能力強，無污染，被稱為綠色電池。MH-Ni電池性能通常指物理性能和電性能，電性能包括充放電性能、溫度特性、循環(huán)壽命、自放電特性等。1.4.1 MH-Ni電池充、放電特性(1)充電特性MH-Ni電池充電曲線與Cd-Ni電池相似，但充電后期MH-Ni電池充電電壓比Cd-Ni電池低(圖1-5(a)。溫度與充電速率

12、對充電電壓有明顯的影響，溫度高，充電電壓低(見圖1-5(b)；充電速率快，充電電壓高(見圖1-5(c)。圖 1-5 MH-Ni電池充電曲線(a)MH-Ni電池與Cd-Ni電池充電過程比較，充電電流：1C，20°C；(b)不同溫度下的充電曲線，充電電流：0.3C；(c)不同充電電流下的充電曲線，20°C；(2)放電特性MH-Ni電池的放電電壓與Cd-Ni電池相似，但放電容量幾乎是Cd-Ni電池的二倍。電池放電過程中的容量和電壓與使用條件有關(guān)，如放電倍率，環(huán)境溫度等。一般，放電倍率越大，放電容量與放電電壓越低。如圖16所示。MH-Ni電池設(shè)計時，容量設(shè)計由正極限制，負極容量過剩

13、，以保證充電時，正極產(chǎn)生的O2到負極的復(fù)合反應(yīng)，消除氧氣壓力，實現(xiàn)電池密封，并保證電池的安全。為了達到電池的質(zhì)量指標(biāo)，標(biāo)稱容量指標(biāo)，并合理有效利用電池的內(nèi)部空間，必須使正、負極具有一定的比容量即質(zhì)量比容量和體積比容量。對AA型電池，一般要求負極容量大于1500mAh，正極容量大于1050mAh。要達到這樣的指標(biāo)，要求負極貯氫材料組成合理，比能量高，同時有良好的組裝工藝。1.4.2溫度特性圖(1-5(b)是不同的環(huán)境溫度下，電池電壓與充電容量的曲線?？梢?，在各種環(huán)境溫度下，當(dāng)充電容量接近標(biāo)稱容量的75時，由于陽極板產(chǎn)生的氧氣使得電池電壓升高，充電容量達標(biāo)稱容量的百分之百時，電池電壓達最大值。隨后

14、，由于電池的自熱，導(dǎo)致電池電壓的降低。引起這種現(xiàn)象的原因是因為電池電壓有一個負的溫度系數(shù)。由于充電效率依賴于溫度，因此，在較高的溫度下充電時，電池的放電容量會降低。圖1-7 MH-Ni電池的溫度特性(a)不同溫度下的放電曲線 (b)不同溫度下的放電容量 充電條件：0.3C，5h，20 充電條件：0.3C，5h，20放電電流：0.2C 放電電流：0.2C，1C環(huán)境溫度不同，雖放電倍率相同，但放電電壓不同(見圖1-7 (a)，隨著放電倍率提高，溫度對放電容量的影響越來越顯著，特別是在低溫條件下放電時，放電容量下降更明顯(見圖1-7(b)。1.4.3 自放電特性MH-Ni電池的自放電比Cd-Ni電池

15、大。圖1-8表示MH-Ni電池的自放電特性，引起電池自放電的因素很多，其中貯氫合金的組成、使用溫度、電池的組裝工藝是主要因素。溫度越高，自放電越大。貯氫合金的析氫平臺壓力偏高，則吸收的氫氣易從合金中逸出，從而引起電池的自放電。為此，要求貯氫合金的析氫平臺壓力在10-40.1MPa之間。隔膜選擇不當(dāng)，組裝不合理，循環(huán)中合金粉的脫落，微枝晶的形成均可引起自放電，甚至電池短路。MH-Ni電池自放電引起的容量損失是可逆的，長期貯存的MH-Ni電池，經(jīng)過三次小電流充放電后可使電池容量恢復(fù)。1.4.4循環(huán)壽命圖1-9是MH-Ni電池的電池容量與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。在密封的MH-Ni電池中，在充電-放電循環(huán)過程

16、中，容量降低的歷程包括下列幾個步驟：在過度充電過程中，陽極析出的氧氣大部分與吸收在陰極合金中的氫氣發(fā)生了反應(yīng)。但是一部分氧氣在合金粉末表面與堿性溶液接觸將稀土金屬氧化成了Ln(OH)3(Ln稀土金屬)。在充電-放電循環(huán)中，在合金粉末的表面形成的Ln(OH)3的增加，會引起合金吸收氫氣減少。所以，電池內(nèi)氫氣的分壓會在內(nèi)部氣體總壓力中逐漸上升。當(dāng)電池的內(nèi)壓高于密封的通氣孔的固定壓力時，就會發(fā)生氣體的泄漏，擱置時間td圖1-8 MH-Ni電池不同溫度下的自放電特性 圖1-9 MH-Ni電池的循環(huán)壽命循環(huán)條件充電：0.25C，3.2h； 放電：1C，放電到1.0V；溫度：20 隨著電解質(zhì)數(shù)量的減少，內(nèi)

17、部阻抗增大，容量降低。所以要提高電池的循環(huán)壽命，除了改善電極的性能之外，還要改善電池的組裝工藝。1.5 MH-Ni電池的發(fā)展31.5.1我國鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化的主要問題雖然我國對鎳氫電池的開發(fā)起步較早而且得到了政府的大力支持，并已進入產(chǎn)業(yè)化階段，但是由于工業(yè)基礎(chǔ)薄弱和資金投入的局限性，我國目前的鎳氫電池性能和制造水平與世界先進水平尚有明顯的差距。具體表現(xiàn)在：相同尺寸的電池容量較低；充電尤其是大電流充電后期電池的內(nèi)壓和溫度偏高；大電流放電時放電電壓平臺偏低；電池性能的均一性差，主要表現(xiàn)在容量和內(nèi)阻方面；自放電較大，電池的儲存性能較差；循環(huán)壽命較低，目前國產(chǎn)電池循環(huán)壽命一般只有300-400次，日本電

18、池在500次以上；電池性能受溫度影響較大，使用的溫度范圍受限制。上述這些問題都是產(chǎn)業(yè)化過程中需要研究人員盡快解決的課題。1.5.2鎳氫電池發(fā)展前景隨著電子、通訊事業(yè)的迅速發(fā)展，MH-Ni電池的市場迅速擴大，據(jù)預(yù)測，僅日本到2000年時，MHNi電池的產(chǎn)值將是Cd-Ni電池的兩倍以上。電動車大容量方型MH-Ni電池的開發(fā)，將是一個更為巨大的市場。一輛電動車(按100Ah，150V)所需電池約12500Ah。美國Ovonic公司已開發(fā)出30kW的電動車用MH-Ni電池，比能量達71Wh·kg。，體積比能量達172Wh·L。日本松下電池公司、豐田公司、東北電力公司都相繼研制成MH

19、-Ni電池的電動汽車。我國也開始研究以MH-Ni電池為動力的電動車?？梢灶A(yù)料，高容量、污染小、壽命長的綠色MH-Ni電池將是本世紀應(yīng)用最廣的高能電池之一。2鎳氫電池的設(shè)計42.1鎳氫電池設(shè)計基礎(chǔ)2.1.1電池設(shè)計的目的和基本原則電池設(shè)計就是根據(jù)儀器設(shè)備的要求，為其提供具有最佳使用性能的工作電源或動力電源。因此，電池設(shè)計首先必須滿足用電器的使用要求，并進行優(yōu)化，使其具有最佳的綜合性能，以此來確定電池的電極、電解液、隔膜、外殼和其它零部件的參數(shù)，并將它們合理搭配制成具有一定規(guī)格和指標(biāo)的電池或電池組。2.1.2電池的設(shè)計要求電池設(shè)計是為滿足對象(用戶或儀器設(shè)備)的要求而進行的。因此，在進行電池設(shè)計前

20、，首先必須詳盡地了解對象對電池性能指標(biāo)及使用條件的要求，一般包括以下幾個方面：(1)電池的工作電壓；(2)電池的工作電流，即正常放電電流和峰值電流；(3)電池的工作時間，包括連續(xù)放電時間，使用期限或循環(huán)壽命；(4)電池的工作環(huán)境，包括電池工作時所處狀態(tài)及環(huán)境溫度；(5)電池的最大允許體積。同時還應(yīng)綜合考慮：材料來源；電池性能；電池特性的決定因素；電池工藝；經(jīng)濟指標(biāo)；環(huán)境問題等方面的因素。2.1.3評價電池性能的主要指標(biāo)電池性能一般通過以下幾個方面來評價。(1)容量電池容量是指在一定放電條件下，可以從電池獲得的電量，即電流對時間的積分，一般用Ah或mAh來表示，它直接影響到電池的最大工作電流和工

21、作時間。(2)放電特性和內(nèi)阻電池的放電特性是指電池在一定的放電制度下，其工作電壓的平穩(wěn)性，電壓平臺的高低以及大電流放電性能等，它表征電池帶負載的能力。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和電化學(xué)極化內(nèi)阻，大電流放電時，內(nèi)阻對放電特性的影響尤為明顯。(3)工作溫度范圍用電器的工作環(huán)境和使用條件要求電池在特定的溫度范圍內(nèi)具有良好的性能。(4)貯存性能電池貯存一段時間后，會因某些因素的影響使性能發(fā)生變化，導(dǎo)致電池自放電；電解液泄漏，電池短路等。(5)循環(huán)壽命(二次電池)循環(huán)壽命是指二次電池按照一定的制度進行充放電，其性能衰減到某一程度(例如，容量初始值的70)時的循環(huán)次數(shù)。(6)內(nèi)壓和耐過充性能(二次電池)對于MH

22、-Ni等密封型二次電池，大電流充電過程中電池內(nèi)部壓力能否達到平衡，平衡壓力的高低，電池耐大電流過充性能等都是衡量電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)如果電池內(nèi)部壓力達不到平衡或平衡壓力過高，就會使電池限壓裝置(如防爆球)開啟而引起電池泄氣或漏液，從而很快導(dǎo)致電池失效。如果限壓裝置失效，則有可能會引起電池殼體開裂或爆炸。2.1.4決定電池特性的主要因素(1)電極活性物質(zhì)電極活性物質(zhì)決定了電極的理論容量和電極平衡電位，從而決定著電池容量和電池電動勢。電極的理論容量是指活性物質(zhì)全部參加電池的成流反應(yīng)，根據(jù)Faraday定律計算出的電量。電池活性物質(zhì)除了要有較高的理論容量和較正(正極)或較負 (負極)的平衡電位外，

23、還要求活性物質(zhì)具有合適的晶型、粒度、表面狀態(tài)等，從而獲得較高的活性。而且電池在開路情況下，活性物質(zhì)應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，與電池內(nèi)各組分不發(fā)生任何作用。(2)電解液電解液是電池的主要組成之一，電解液的性質(zhì)(冰點、沸點、熔點等)直接決定了電池的工作溫度范圍。改善電解液的性質(zhì)可以擴大電池工作溫度范圍，改善電池的高低溫性能。電解液的比電導(dǎo)直接影響電池的內(nèi)阻，一般應(yīng)選擇比電導(dǎo)較高者。但還應(yīng)該注意電池的使用條件，如在低溫下工作，還要考慮電解液的冰點情況。對于非水有機溶劑電解液，一般是電解液的介電常數(shù)越大越好，而粘度則越小越好。電解液需要長期保存于電池中，所以要求它具有良好的穩(wěn)定性，電池開路時，電解質(zhì)不發(fā)生任

24、何反應(yīng)。(3)隔膜化學(xué)電源對隔膜的基本要求是有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性有一定的耐堿性、耐腐蝕性，具有足夠的隔離性和電子絕緣性，能保證正負極的機械隔離和阻止活性物質(zhì)的遷移，具有足夠的吸液保濕能力和離子導(dǎo)電性，保證正負投問良好的離子導(dǎo)電作用。此外，還要有較好的透氣性能，足夠的機械性能和防震能力。隔膜的以上性質(zhì)對于電池的內(nèi)阻、放電特性、貯存性能及自放電、循環(huán)性能、內(nèi)壓和耐過充性能等都有著重要的影響，合理選擇使用隔膜的種類和厚度，對電池性能尤為重要。MH-Ni電池中常用的有聚丙烯氈隔膜、聚酰胺隔膜等。(4)電極制備工藝電極的制造方法有粉末壓成法、涂膏法、燒結(jié)法和沉積法等。不同的制造方法各有其特點

25、，壓成法設(shè)備簡單，操作方便，較為經(jīng)濟，一般電池系列均可采用；涂膏法也較普遍，涂膏法制得的電池壽命較長，自放電較?。粺Y(jié)式電極壽命較長，大電流放電性能好，；電沉積式電極孔率高，比表面積大，活性高，適用于大功率、快速激活電池。在電極制備過程中，往往需在活性物質(zhì)中加入一些導(dǎo)電劑、分散劑、保液劑和添加劑等來提高活性物質(zhì)的利用率，改善電極導(dǎo)電性，從而提高電極的實際容量和電池的放電性能、循環(huán)性能等。電極制備工藝往往是電池制造技術(shù)中的關(guān)鍵和核心。(5)電池結(jié)構(gòu)與裝配合理的電池結(jié)構(gòu)有利于發(fā)揮電池的最佳性能。兩極物質(zhì)的配比、電池組裝的松緊程度、電池上部氣室的大小都對電池的內(nèi)阻、內(nèi)壓和活性物質(zhì)的利用率有一定程度的

26、影響。電池在組裝過程中的焊接方式、焊接質(zhì)量對電池的放電性能也有較大程度的影響。2.2鎳氫電池設(shè)計的基本步驟電池設(shè)計人員在明確設(shè)計任務(wù)和做好充分準(zhǔn)備后，即可進行設(shè)計。根據(jù)電池用戶要求，電池設(shè)計的思路有兩種：一種是為用電設(shè)備和儀器提供額定容量的電源；另一種則只是給定電源的外形尺寸，研制開發(fā)性能優(yōu)良的新規(guī)格電池或異形電池。2.2.1額定容量電池設(shè)計步驟(1)確定組合電池中單體電池數(shù)目與工作電流密度。a根據(jù)用戶要求確定電池組的工作總電壓，工作電流等指標(biāo)，選定電池系列，參照該系列的“伏安曲線”(經(jīng)驗數(shù)據(jù)或通過實驗所得)確定單體電池的工作電壓與工作電流密度。b確定電池組中單體電池數(shù)。單體電池數(shù)目=(2)計

27、算電池容量a根據(jù)要求的工作電流和工作時間計算額定容量。額定容量=工作電流×工作時間b確定設(shè)計容量。設(shè)計容量=額定容量×設(shè)計系數(shù)其中設(shè)計系數(shù)是為保證電池的可靠性和使用壽命而設(shè)定的，一般取1.11.2。(3)計算活性物質(zhì)的用量a控制電極的活性物質(zhì)用量。單體電池中控制電極的活性物質(zhì)用量=b非控制電極的活性物質(zhì)用量。單體電池中非控制電極的活性物質(zhì)用量=過剩系數(shù)一般在l2之間如MH-Ni電池常取1.31.7。(4)電極極片設(shè)計(確定電極總面積、電極數(shù)目、單片電極物質(zhì)用量、單片電極厚度)。a根據(jù)工作電流和選定的工作電流密度，計算電極總面積(以控制電極為準(zhǔn))。電極總面積b根據(jù)電池外形最大

28、尺寸，選擇合適的電極尺寸，計算電極數(shù)目。電極數(shù)目= c根據(jù)單體電池正負極活性物質(zhì)用量和電極數(shù)目計算單片電極活性物質(zhì)用量。單片正（負)極物質(zhì)用量= d確定單片電極厚度正（負）極片的平均厚度其中，集流網(wǎng)厚度=(5)電池隔膜材料的選擇及厚度、層數(shù)的確定根據(jù)電池系列及設(shè)計要求選定合適的電池隔膜材料及厚度，依據(jù)具體設(shè)計確定所需隔膜層數(shù)。(6)確定電解液的濃度及用量根據(jù)選定的電池系列的特性，結(jié)合具體電池設(shè)計的要求和使用條件(如工作電流、工作溫度、循環(huán)性能等)或根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定電解液的濃度和用量。電解液的用量以保證電池不泄漏情況下較多為好。(7)確定電池的松緊度及單體電池尺寸松緊度可通過以下公式來計算松緊

29、度=×100對于圓柱形電池，亦通過橫截面積來計算松緊度=×100電池橫截面積d為電池內(nèi)徑。電池的松緊度依據(jù)選定系列的電池特性及設(shè)計電池的電極厚度來確定，一般方形電池經(jīng)驗數(shù)據(jù)為85左右。圓柱型電池可達95左右，這是因為一般圓柱型電池比方形電池的耐內(nèi)壓性能要好，方形電池在在內(nèi)壓過高情況比圓柱型電池更加容易鼓肚。選定松緊度后，依照以上公式可得電池內(nèi)徑，再根據(jù)電極高度、電解液量及氣室容積等情況可確定電池殼體的高度。2.2.2新規(guī)格或異形電池的設(shè)計步驟設(shè)計工作一般是在設(shè)計者對該系列電池有了一定程度的了解基礎(chǔ)上進行的，它以已成型的一種規(guī)格的電池為參照進行電池參數(shù)的設(shè)計和調(diào)整，因而其設(shè)計

30、步驟較第一種要簡單，方便得多。下面以圓柱形密封電池為例介紹這種設(shè)計方法。(1)選定參照基準(zhǔn)一般選擇該系列電池中設(shè)計較為合理，尺寸、規(guī)格比較接近的電池作為參考對象。(2)確定電極極片高度電極極片高度主要根據(jù)殼體高度、氣室高度來確定：極片高度=電池殼體高度一K1×基準(zhǔn)電池剩余高度基準(zhǔn)電池剩余高度基準(zhǔn)電池高度一基準(zhǔn)電池極片高度其中，電池剩余高度指的除極片以外的電池高度，主要與氣室高度有關(guān)，K1為設(shè)計系數(shù)，一般為0.81.2，設(shè)計電池尺寸較基準(zhǔn)電池大或高時取值K11，否則K11。(3)計算電池活性物質(zhì)用量電池活性物質(zhì)的用量可根據(jù)電池有效容積計算電池有效容積=×電池極片高度正(負)極

31、活性物質(zhì)用量 (4)極片厚度和長度的確定a正極片厚度極片厚度主要根據(jù)電池直徑來確定，一般大電池極片較厚。電池正極片厚度K2×基準(zhǔn)極片厚度K2一般取0.61.6。b正極片的長度正極片的長度可根據(jù)正極活性物用量及正極活性物質(zhì)在極片中的體積密度（壓實密度）來計算。正極片體積密度一般為2.7-3.0g/cm3，負極片體積密度一般為5.5-5.8 g/cm3 ,具體根據(jù)電池容量和裝配松緊度確定?；钚晕镔|(zhì)體積密度= 正極片的長度=c負極片的長度和厚度因為密封型二次電池由正極限制容量，負極過量，一般要求負極能夠包裹住正極。其長度可通過以下經(jīng)驗公式計算：負極片長度=正極片的長度+K3×其中

32、：K3取值為0.951.05，調(diào)整K3使負極末端剛好蓋住正極為宜。負極片的厚度則由其活性物質(zhì)用量和電極的高度、長度可確定。與正極片類似。(5) 電池容量的計算電池容量K4×K4是因為電極活性物質(zhì)在不同規(guī)格、尺寸電池中的利用率不同而設(shè)定的參數(shù)。一般為0.91.1，一般尺寸大或高的電池取K41，否則K41。(6)隔膜的選擇和尺寸的確定根據(jù)設(shè)計要求選用合適的隔膜材料和厚度，一般大電池可選擇稍厚的隔膜，隔膜的寬度比負極高度寬24mm，隔膜長度可依下式計算： 、隔膜長度=(正極片長度+負極片長度)×K5K5取值為0.951.05之間。(7)電解液用量的確定電解液用量可由以下公式計算：

33、電解液用量= 以上為一般電池設(shè)計的基本步驟。電池設(shè)計完畢后，還耍經(jīng)過試制樣品，進行各項性能測試，如果電池性能測試結(jié)果完全達到設(shè)計要求，則該設(shè)計達到了設(shè)計定型的要求，可投入生產(chǎn)。2.3鎳氫電池設(shè)計舉例【例1】設(shè)計容量為1100mAh的AA型MH-Ni電池。電池的直徑（d）為：139士02mm，高度(H)50士0.2mm電池額定電壓為1.2V。(1)電池容量 C=C×KcC為設(shè)計容量，C為額定容量(1100mAh)；Kc為設(shè)計安全系數(shù)，一般取1.11.2，這里取1.1，則C=1100×1.1=1210mAh(2)極片高度在考慮極板高度時應(yīng)注意：極板上部要有足夠的空氣室，一般取5

34、15 mm高；隔膜應(yīng)比極板高出24 mm ，綜合考慮此兩點，因電池高為50mm，極板高度H為41mm。(3)極片面積對于MH-Ni電池，工作電流通常為600mA，工作電流密度i一般為515mA·cm-2，這里取i9mA·cm-2，則S+=6009=66.7cm2S= Ks S+=1.3×66.7=86.7cm。Ks為設(shè)計系數(shù)，這里取Ks=1.3。(4)極片長度的設(shè)計正、負極片均為矩形，極片面積等于長乘高的二倍，因此，極片長度為L+=L-=(5)極片厚度MH-Ni電池中，通?？刂普龢O片厚度為0.58士0.02mm范圍內(nèi)，負極板在0.375士0.02mm范圍內(nèi)。(6)

35、活性物質(zhì)用量的計算 活性物質(zhì)用量m=C×q/式中，q為活性物質(zhì)電化當(dāng)量，g·Ah-1；為封口電池中活性物質(zhì)利用率，這里取80，則m+=1.21×34590.8=5.23gm-=1.21(0.25×0.6) =8.06g注意在計算m-時，由于負極是貯氫合金粉，其電化當(dāng)量不能用H2的電化當(dāng)量來計算，應(yīng)根據(jù)活性物質(zhì)粉料的電化學(xué)容量、利用率來計算，即m-=Cv·式中，v為貯氫材料的比容量0.25Ah·g-1；為封口龜池中負極活性物質(zhì)利用率。(7)龜解液濃度和用量電解液用1.251.30g·I-1KOH，加入15g·L-1L

36、iOH，用量一般為電池活性物質(zhì)量的18。malk=(5.23+8.06)×18=2.39g(8)隔膜尺寸隔膜的長度一般為正負極長度之和，這里為187mm，寬度比極片寬24mm，本例可取44mm，厚度通常在0.150.2mm之間，這里取0.18mm。(9)松緊度檢驗松緊度=V1V 2×100其中 V1= V +V-+ V (隔)；V2電池殼體內(nèi)空間體積。V1=81×0.58h+106×0.37h+187×0.18h =119.86 hV2r2h=3.14×(13.32)2h=138.86h松緊度=119.86138.86×10

37、0=86.3計算時電池殼體內(nèi)徑取為13.3mm。以上數(shù)據(jù)是根據(jù)前面指定的1100mAhAA型密封MH-Ni電池設(shè)計的。通過計算發(fā)現(xiàn)其裝配比為86.3，在通常所說的8090之間，符合設(shè)計要求?！纠?】根據(jù)用戶要求開發(fā)綜合性能優(yōu)越、電池直徑為13.9士0.2mm，高度為63mm的電池，電池的額定電壓1.2V。采用第二種設(shè)計思路。(1)選定參照基準(zhǔn)假定例1中所定參數(shù)為一已通過檢驗確認為設(shè)計合理、綜合性能優(yōu)良的已成型的設(shè)計參數(shù)，則選定例1中的AA型電池為參照基準(zhǔn)電池。(2)正負極片高度的確定基準(zhǔn)電池剩余高度=基準(zhǔn)電池高度一基準(zhǔn)極片高度=50.0一41.0=9.0mm則 極片高度=電池高度一K1

38、5;基準(zhǔn)電池剩余高度=63 1×954mm這里K1取為1。(3)計算電極活性物質(zhì)用量基準(zhǔn)電池有效容積=4×d2×基準(zhǔn)電池極片高度4×13.32×415693.2mm3電池有效容積4×設(shè)計電池內(nèi)徑2×設(shè)計電池極片高度4×13.32×54=7498.4 mm3正(負)極活性物質(zhì)用量m+=7498.45693.2×5.23=6.89gm一=7498.45693.2×8.06=10.62g(4)極片厚度和長度的確定因為本例中所設(shè)計的電池與參照基準(zhǔn)電池內(nèi)徑相同，均屬AA系列電池，而且沒有特殊的設(shè)

39、計要求，故可采用與基準(zhǔn)相同的厚度和長度，即正極片的厚度為0.58士0.02mm，長度為81mm。負極片的厚度為0.37士0.02mm，長度為106mm。(5)電池容量的計算電池容量K4×1×6.895.23×11001450mAh這里K4取1。(6)隔膜尺寸的確定隔膜寬度=極片高度+(24) =54+4=58mm隔膜長度=(正極片長度+負極片長度)×K5 = (81+106)×1=187mm隔膜厚度一般為0.150.20mm之間，這里取0.18mm。(7)計算電解液用量設(shè)計電解液用量=14501100×2.39=3.15g3.鎳氫電池

40、主要原輔助材料3.1基體材料3.1.1泡沫鎳3.1.1.1泡沫鎳的性能參數(shù)作為電極的骨架材料，泡沫鎳的尺寸、性能對電池的生產(chǎn)及電池的最終性能都有重大的影響。表征連續(xù)化帶狀泡沫鎳特性的參數(shù)很多，下面就其對電池的影響加以討論。（1）泡沫鎳的尺寸連續(xù)化帶狀泡沫鎳的尺寸包括長度、寬度、厚度三方面，其長度、寬度是電極生產(chǎn)連續(xù)化的關(guān)鍵，厚度直接關(guān)系到電極的容量密度和均勻性。根據(jù)電池性能要求及制造電極的工藝不同，電池生產(chǎn)廠家選用不同的泡沫鎳。與其它塊狀泡沫鎳相比，連續(xù)化帶狀泡沫鎳在電池的電極生產(chǎn)連續(xù)化方面盡顯優(yōu)勢。（2）孔率與平均孔徑孔率是指單位面積上的孔數(shù)，與平均孔徑密切相關(guān)。泡沫鎳電極主要優(yōu)越性是基體本

41、身孔率高，可以更多地承載活性物質(zhì)，增加電池的體積比能量和質(zhì)量比能量?？茁矢呒雌骄讖叫〉呐菽嚳色@得較大的電流輸出，并可提高循環(huán)壽命；反之就降低循環(huán)壽命。普通泡沫鎳成品的孔率在95%左右，而連續(xù)化帶狀泡沫鎳的孔率>96%。（3）延伸率及抗拉強度延伸率及抗拉強度是連續(xù)化帶狀泡沫鎳的塑性指標(biāo)。以泡沫鎳為骨架的多孔電極在制備時有壓延過程，另外也有一些需拉伸、彎曲、卷繞的場合，均對泡沫鎳的塑性有一定的要求。泡沫鎳的延伸率及抗拉強度是電池能否大批工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。對泡沫鎳延伸率及抗拉強度的基本要求是：正負極板在填充活性物質(zhì)后的輥壓、卷繞過程中電極不斷裂。（4）可焊性與外觀可焊性是指在泡沫鎳基體

42、上點焊極耳時的牢固程度。一般要求是：當(dāng)極耳從泡沫鎳基體上拉下時，在基體上應(yīng)有熔斑，并且要有一定的抗拉強度。連續(xù)化帶狀泡沫鎳外觀的正常狀態(tài)是呈金屬銀灰白色，表面不應(yīng)有氧化物和其它深色斑點。通常外觀正常的連續(xù)化帶狀泡沫鎳其可焊性都較好。（5）片式、連續(xù)化帶狀泡沫鎳性能對比國產(chǎn)片式泡沫鎳的規(guī)格和主要性能如下： 鎳>99% ，碳<0.25%；開孔率>99%；孔隙率>95%；面密度誤差>30g/m2；厚度1.05.0mm；抗拉強度>120N/cm2；延伸率>5%；孔徑200500um；面積1m2左右；外觀為銀灰色，無氧化層、油層。國產(chǎn)連續(xù)化帶狀泡沫鎳主要性能指標(biāo)

43、見表1。表1 國產(chǎn)連續(xù)化帶狀泡沫鎳主要性能指標(biāo)孔隙率 >96厚 度 （1.12.5）±0.05mm(可按要求提供)面密度 （400500）±30g/m2(可按要求提供)抗拉強度 縱向：>150 N/cm2；橫向：>100 N/cm2延伸率 縱向：>5；橫向：>12寬 度 （50850）±0.5 mm (可按要求提供)包裝規(guī)格 長度100250m連續(xù)化帶狀泡沫鎳與片式泡沫鎳相比，有如下優(yōu)點：a.面密度均勻，均一性比較容易控制，因此能滿足高品質(zhì)氫鎳電池的需要。b.長度可滿足電池生產(chǎn)機械化和自動化的需要，這是片式泡沫鎳所不可比擬的，而且有利

44、于保證電池極板的質(zhì)量。c.作為氫鎳電池活性物質(zhì)的載體，其高孔率的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式，既能滿足氫鎳電池高容量的需要，又能滿足電池大電流放電的需要?？偠灾?，連續(xù)化帶狀泡沫鎳在面密度均勻性和電池連續(xù)化自動生產(chǎn)方面均處于優(yōu)勢地位，是我國電池行業(yè)未來發(fā)展的趨勢。3.1.1.2.泡沫鎳的制造方法(1) 漿料燒結(jié)法將金屬鎳粉調(diào)成懸浮體注入到一定的開孔材料(如泡沫塑料) , 除去有機介質(zhì), 將金屬粉末粒子燒結(jié)在一起;(2) 粉末燒結(jié)法將鎳粉混合到發(fā)泡樹脂中, 形成含有鎳粉的發(fā)泡體, 然后將發(fā)泡體切成薄帶, 焙燒薄帶, 除去樹脂;(3) 泡沫塑料電鍍法以泡沫塑料為骨架, 經(jīng)導(dǎo)電化處理后, 再電沉積鎳。其中泡沫塑

45、料電鍍法工藝簡便, 制得的泡沫鎳孔隙率最高, 因此獲得了最廣泛的應(yīng)用。盡管自20 世紀80 年代以來, 日本、美國、法國等國家就針對片式泡沫鎳的不足, 研究了連續(xù)泡沫鎳的制造技術(shù), 并發(fā)明了大量的專利, 但直至1997 年, 全世界也只有上述3 國能夠生產(chǎn)連續(xù)泡沫鎳。1997 年加拿大INCO 公司的連續(xù)泡沫鎳中試生產(chǎn)獲得成功, 1998 年中國的長沙力元公司, 在國內(nèi)率先開發(fā)出連續(xù)泡沫鎳產(chǎn)品。目前世界上生產(chǎn)連續(xù)泡沫鎳, 大多是采用以泡沫塑料為骨架, 經(jīng)導(dǎo)電化處理后, 再電沉積鎳的方法5-18。其具體工藝過程為: 聚氨酯泡沫導(dǎo)電化處理電沉積鎳熱解、還原剪切質(zhì)檢包裝。3.1.1.2.1泡沫塑料基

46、體泡沫鎳之所以獲得廣泛的應(yīng)用, 與其獨特的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是分不開的。而它的結(jié)構(gòu)又是原始泡沫塑料結(jié)構(gòu)的翻版。因此泡沫塑料基體是至關(guān)重要的, 它直接影響泡沫鎳的結(jié)構(gòu)和性能。生產(chǎn)片式泡沫鎳一般采用的是聚醚型聚氨酯泡沫塑料, 其開孔采用化學(xué)法;而生產(chǎn)連續(xù)泡沫鎳采用的是機械爆破開孔的聚酯型聚氨酯泡沫塑料。泡沫塑料是由具有五邊形窗的十二面體結(jié)構(gòu)單元組成的(見圖1)19。在聚氨酯泡沫發(fā)泡過程中, 由于重力的影響, 以及泡沫切割過程的影響, 決定了聚氨酯泡沫的結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的, 會產(chǎn)生拉長的十二面體。泡沫塑料切割技術(shù)有2 種:(1) 卷切(旋切)首先切割出一個長方體, 其長度為發(fā)泡體的寬度, 然后將這個長方體放在

47、卷切機上卷切。這種情況下拉長的十二面體總是沿著泡沫塑料的長軸和短軸交替切割下來的, 從而得到周期性變化的泡沫塑料, 其長度可達300 m 以上。(2) 平切在發(fā)泡體的長度方向上水平切割。這種情況下, 拉長的十二面體總是沿短軸方向切割下來, 泡沫塑料的結(jié)構(gòu)很均勻, 但其長度受發(fā)泡體長度的限制, 目前水平最長為100m。基于長度方面的原因, 在連續(xù)泡沫鎳生產(chǎn)過程中, 多數(shù)情況下還是采用卷切的聚酯泡沫。圖1 泡沫塑料的結(jié)構(gòu)單元3.1.1.2.2泡沫塑料的導(dǎo)電化處理聚氨酯泡沫塑料是非導(dǎo)體, 在電沉積鎳以前必須進行導(dǎo)電化處理, 使其具有導(dǎo)電性。常用的導(dǎo)電化處理方法有:化學(xué)鍍鎳5，12，13，17，18、

48、浸涂導(dǎo)電膠68,1214、真空氣相沉積810,12。(1)化學(xué)鍍鎳聚氨酯泡沫塑料化學(xué)鍍鎳的工藝過程是: 化學(xué)除油化學(xué)粗化敏化活化化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)除油的目的是除去泡沫塑料表面微量油污, 增加其親水性。化學(xué)粗化能夠改善基體的親水性和潤濕性,提高鍍層的結(jié)合力, 消除基體上的盲孔。敏化過程為:粗化后的泡沫塑料在由SnCl2和HCl組成的敏化液中浸漬, 然后水洗, Sn2 +發(fā)生如下水解反應(yīng):SnCl2 + H2O Sn (OH) Cl + HClSnCl2 + 2H2O Sn (OH) 2 + 2HClSn (OH) Cl 和Sn (OH) 2 相結(jié)合形成凝膠, 吸附在泡沫塑料上?；罨哪康氖鞘古菽芰?/p>

49、表面形成具有催化活性的Pd , 其反應(yīng)為:PdCl2 + Sn2 + Pd + Sn4 + + 2Cl -現(xiàn)行敏化2活化工藝大多是一步進行, 采用的膠體鈀溶液組成為: PdCl2 0. 2 0. 5 g/ L , SnCl2·2H2O 510 g/ L , NaCl 180 g/ L , NaSnO3 0 . 5g/ L , HCl 10 mL/ L , t 1525 , pH 0. 70. 8 。泡沫塑料在這種溶液中浸漬后, 表面吸附的膠體鈀顆粒, 無催化性, 必須把其周圍的Sn2 +離子的水解層除去, 為此需進行解膠, 使Pd 在泡沫塑料表面上露出, 這時泡沫塑料對鎳有了催化活性

50、。接下來可進行化學(xué)鍍鎳, 在泡沫塑料表面上形成化學(xué)鍍鎳層(Ni2P 合金, w (P) 為5 %左右) ?；瘜W(xué)鍍鎳的溶液組成為: NiSO4·6H2O 10 25 g/ L ,NaH2PO2·H2O 24 g/ L , Na3C6H5O7·2H2O 20 40g/ L , NH4Cl 2030 g/ L , t 4560 , pH 89 。這種方法獲得的導(dǎo)電層最均勻, 但工藝復(fù)雜, 消耗貴金屬鈀, 對環(huán)境有較大的污染。(2)浸涂導(dǎo)電膠浸涂導(dǎo)電膠導(dǎo)電化是將泡沫塑料在導(dǎo)電膠溶液中反復(fù)浸涂、擠干, 并烘干, 獲得導(dǎo)電層的方法。采用較多的是石墨基導(dǎo)電膠, 其中石墨粒子固含

51、量w (C) 為10 %左右, 粒徑一般為0. 053. 00 m ,最好為0. 081. 00m 。然而石墨基體上電鍍存在著一些缺點, 如完全覆蓋時間長, 易產(chǎn)生漏鍍現(xiàn)象。為此人們采取了許多方法對石墨粒子進行改性, 降低其電阻率, 增加表面活性。已采用的改性方法有:1) 用染料(如Methyl red , Methylene blue)預(yù)先處理石墨粒子; 2) 對石墨粒子進行金屬化處理20, 并取得了較好的效果。石墨導(dǎo)電膠導(dǎo)電化方法工藝簡單、易連續(xù)操作、無環(huán)境污染, 但獲得的導(dǎo)電層電阻大。(3)真空氣相沉積真空氣相沉積導(dǎo)電化是用泡沫塑料在專用設(shè)備中直接真空氣相沉積獲得導(dǎo)電層。日本片山(株)

52、采用如圖2 所示裝置, 真空蒸鍍0. 1 1. 0 m 的鎳7。法國采用陰極濺射獲得鎳的導(dǎo)電層, 其厚度為0. 051. 00m , 最佳值為0. 1m8。這種方法獲得的導(dǎo)電層比較均勻, 但設(shè)備投資大、運行成本高。圖2 片山公司真空氣相沉積裝置不同導(dǎo)電化方法對比見表2。表2 不同導(dǎo)電化方法的比較導(dǎo)電方法可操作性污染成本電阻化學(xué)鍍鎳 復(fù)雜不連續(xù) 嚴重污染 高 一般浸涂導(dǎo)電膠 簡單而連續(xù) 無污染 低 大真空氣相沉積 簡單而連續(xù) 無污染 高 一般(4)電沉積鎳經(jīng)過導(dǎo)電化處理的泡沫塑料, 需繼續(xù)對其電沉積鎳, 達到所需的沉積厚度, 為了得到不僅長寬方向鍍層均勻, 且厚度方向也均勻的泡沫鎳, 應(yīng)采用分散

53、能力好的鍍鎳溶液, 最常采用的鍍液組成如下13,14,16,21: NiSO4·6H2O 200 300 g/ L ,NiCl2·6H2O 3090 g/ L , H3BO3 2040 g/ L , 添加劑少量, t 45 55 , pH 3. 5 4. 5 。美國ELTECH 公司5,6采用的溶液為: NiSO4·6H2O 450g/ L , H3BO3 30 g/ L , 防針孔劑0. 37 g/ L , t 4555, pH 3. 5 。Pruyn22在鍍鎳溶液中添加第2 類光亮劑, 同時加強溶液的流動, 并采用脈沖電源, 有效促進了鎳的生長, 提高了泡沫鎳的硬度和抗拉強度等性能指標(biāo)。(5)熱解與還原電沉積后達到厚度要求的泡沫鎳, 不能直接用于電池生產(chǎn)之中, 因為此時的泡沫鎳非常脆, 容易折斷, 必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?,7,21。連續(xù)泡沫鎳熱處理過程為:熱解在熱解爐中將泡沫鎳中的塑料基體燃燒、去除。溫度500700 , 時間1030 min。該過程是在空氣氣氛下進行的, 經(jīng)過熱解的泡沫鎳非常脆, 必須直接進行下一步的熱處理。還原在還原性氣氛(氫氣或氨分解氣) 保護下, 對熱解過的泡沫鎳進行處理, 從而消除鍍層應(yīng)力