鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝課件

第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝彭文杰冶金與環(huán)境學(xué)院中南大學(xué)2013年目錄5.1鎳氫電池的工作原理、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)5.2鎳氫電池關(guān)鍵電極材料設(shè)計(jì)與制造工藝5.3鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝發(fā)明人StanfordOvshinsky可能并不是家喻戶曉的名字，但確是改變歷史的人，他發(fā)明的鎳金屬氫化物電池已經(jīng)改變了我們的生活。在他50年的工作生涯中，共為美國(guó)提供了400多項(xiàng)技術(shù)專利，涵蓋鎳StanfordOvshinsky氫電池，氫燃料電池，和薄膜太陽(yáng)能電池等各方面。1960年，斯坦福和他的妻子艾麗斯成立了能量轉(zhuǎn)化設(shè)備公司（ECD），專門致力于開發(fā)能源相關(guān)的東西，而所有的產(chǎn)品都被關(guān)于Ovonics的標(biāo)簽。當(dāng)然，在斯坦福所有的發(fā)明中，最優(yōu)秀的莫過(guò)于鎳氫反應(yīng)電池。這是一款可用于為混合型汽車充電的便攜電池，同時(shí)它也非常地環(huán)保。通用EV1汽車就采用了這種電池。《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝StanfordOvshinsky鎳氫電池氫鎳電池使用氫氧化鎳為正極活性物質(zhì)，貯氫合金作負(fù)極活性物質(zhì)，氫氧化鉀水溶液作電解液，為綠色環(huán)保型電池。鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量?jī)?chǔ)備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長(zhǎng)，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。鎳氫電池的缺點(diǎn)是價(jià)格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差。氫鎳電池采取恒電流充電方式充電，根據(jù)電池對(duì)電流的接受能力可采用不同的電流對(duì)電池充電，充電過(guò)程中無(wú)需對(duì)電池單體的電壓進(jìn)行限制，同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)快速充電?！痘瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝鎳氫電池鎳氫電池的設(shè)計(jì)源於鎳鎘電池，但在改善鎳鎘電池的記憶效應(yīng)上，有極大的進(jìn)展。其主要的改變，在以儲(chǔ)氫合金取代負(fù)極原來(lái)使用之鎘，因此鎳氫電池說(shuō)是材料革新的典型代表。

1982年美國(guó)OVONIC公司請(qǐng)求儲(chǔ)氫合金用於電極制造之專利,使得此一材料受到重視,繼之為1985年荷蘭飛利浦公司突破了儲(chǔ)氫合金在充放電過(guò)程中容量衰減的問(wèn)題，終使鎳氫電池脫穎而出。目前在日本有8家以上鎳氫電池制造廠，德國(guó)，美國(guó)，香港，臺(tái)灣亦有鎳氫電池生產(chǎn),市場(chǎng)反應(yīng)良好。而且鎳氫電池所造成之污染，會(huì)比含有鎘之鎳鎘電池小很多，因此，目前鎳鎘電池已逐漸被鎳氫電池取代?！痘瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝鎳氫電池應(yīng)用《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝

民用通訊電源，各種便攜式設(shè)備電源、電動(dòng)工具、動(dòng)力電源等。小型綠色電源，替代鎘鎳電池。電動(dòng)工具礦燈鎳氫電池應(yīng)用《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝應(yīng)急燈網(wǎng)標(biāo)燈民用電信產(chǎn)品鎳氫電池應(yīng)用《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝動(dòng)力電池鎳氫電池型號(hào)尺寸《化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝通常有A、AA、AAA、AAAA、AAAAA、SC、D、F等，民用電池5號(hào)為AA電池，7號(hào)為AAA電池，1號(hào)為D電池，2號(hào)為C電池。AA大，AAA小D型電池SC電池鎳氫各型號(hào)電池尺寸(圓柱型)與容量系列光身直徑標(biāo)準(zhǔn)高度(mm)尖頭高度(mm)容量范圍(mAh)AAAA8.240.0

300以下AAA10.043.044.5-0.5700以下10.143.01000以下AA13.949.050.5-0.51500以下14.150.02500以下A16.550.0

2500以下SC22.043.0

3500以下C25.249.050.0-0.54500以下D32.260.061.5-0.59000以下F32.290.0

13000以下電池高度可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，直徑一般不能更改?！痘瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)與制造工藝學(xué)》-第五章鎳氫電池設(shè)計(jì)與制造工藝5.1鎳氫電池的的工作原理理、結(jié)構(gòu)與與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝工作原理電解質(zhì)主要為KOH作電解液（（電解質(zhì)7moL/LKOH+15g/LLiOH）充電時(shí)正極反應(yīng)：：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-負(fù)極反應(yīng)：：M+H2O+e-→→MH+OH-總反應(yīng)：M+Ni(OH)2→→MH+NiOOH放電時(shí)正極：NiOOH+H2O+e-→→Ni(OH)2+OH-負(fù)極：MH+OH-→→M+H2O+e-總反應(yīng)：MH+NiOOH→M+Ni(OH)2以上式中M為儲(chǔ)氫合金金，MH為吸附了氫氫原子的儲(chǔ)儲(chǔ)氫合金。。最常用儲(chǔ)儲(chǔ)氫合金為為L(zhǎng)aNi5。5.1鎳氫電池的的工作原理理、結(jié)構(gòu)與與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝工作原理氫氧化鎳電電極（正極極）：吸氫電極（（負(fù)極）：：電池池總反反應(yīng)：5.1鎳氫電池的的工作原理理、結(jié)構(gòu)與與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝工作原理（（過(guò)放電））氫氧化鎳電電極（正極極）吸氫電極（（負(fù)極）過(guò)放電時(shí)，，電池總反反應(yīng)的凈結(jié)結(jié)果為零，，由于在正正極上產(chǎn)生生的氫氣會(huì)會(huì)在負(fù)極上上新化合，，同樣也保保持了電池池體系的穩(wěn)穩(wěn)定。5.1鎳氫電池的的工作原理理、結(jié)構(gòu)與與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝工作原理（（過(guò)充電））氫氧化鎳電電極（正極極）吸氫電極（（負(fù)極）氫氧化鎳電電極全充電電態(tài)時(shí)產(chǎn)生生的氧氣，，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散散在負(fù)極上上重新化合合為水。既既保持了電電池內(nèi)壓的的恒定，同同時(shí)又使電電液濃度不不致發(fā)生巨巨大變化。。5.1鎳氫電池的的工作原理理、結(jié)構(gòu)與與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝工作原理5.1鎳氫電池的的工作原理理、結(jié)構(gòu)與與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝結(jié)構(gòu)由氫氧化鎳正正極，儲(chǔ)氫合合金負(fù)極，隔隔膜紙，電解解液，鋼殼，，頂蓋，密封封圈等組成。。在圓柱形電電池中，正負(fù)負(fù)極用隔膜紙紙分開卷繞在在一起，然后后密封在鋼殼殼中的。在方方形電池中，，正負(fù)極由隔隔膜紙分開后后疊成層狀密密封在鋼殼中中。5.1鎳氫電池的工工作原理、結(jié)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝結(jié)構(gòu)正極:活性物質(zhì)（Ni（OH））2)、導(dǎo)電電劑、溶劑、、粘結(jié)劑、基基體。負(fù)極：活性物質(zhì)（儲(chǔ)儲(chǔ)氫合金粉)、粘粘合劑、溶劑劑、導(dǎo)電劑、、基體隔膜：PP+PE電解液：KOH+LiOH外殼：鋼殼、蓋帽、、極耳5.1鎳氫電池的工工作原理、結(jié)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝優(yōu)點(diǎn):1.能量密度高，，是鎳鎘電他他的1.5倍倍；2.電池電壓為1．2v—1．3v，與與鎳鎘電池相相當(dāng)；3.無(wú)記憶效應(yīng)，，循環(huán)壽命長(zhǎng)長(zhǎng)；4.可大電流放電電，承受過(guò)充充電、過(guò)放電電能力強(qiáng)；；5.無(wú)污染，綠色色環(huán)保電池。。缺點(diǎn):1.價(jià)格高于鎳鎘鎘電池，負(fù)極極材料為稀土土合金材料；；2.自放電速度大大。5.1鎳氫電池的工工作原理、結(jié)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝電壓=1.2V能量∕重量=60-120Wh/kg（瓦特小時(shí)/千克）能量∕體積=140-300Wh/L（瓦特小時(shí)/升）即504-1188kJ/kg（千焦耳/千克）功率∕重量=250-1000W/kg自放電率=一般為每月2-30%，見溫度而定定，低自放電電型號(hào)為每年年10-30%充放電效率=66%充放電循環(huán)次次數(shù)=500-1800次特性5.2鎳氫電池關(guān)鍵鍵電極材料設(shè)設(shè)計(jì)與制造工工藝《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝鎳氫電池中的的“金屬”部部分實(shí)際上是是金屬氫化物。用在在鎳鎳氫氫電電池池的的制制造造上上，，它它們們主主要要分分為為兩兩大大類類。。最最常常見見的的是是AB5一類類，，A是稀土土元素素的的混混合合物物（（或或者者））再再加加上上鈦（Ti）；；B則是是鎳（Ni）、、鈷（Co）、、錳（Mn），，（（或或者者））還還有有鋁（Al）。。而而一一些些高高容容量量電電池池的的““含含多多種種成成分分””的的電電極極則則主主要要由由AB2構(gòu)成成，，這這里里的的A則是是鈦鈦（（Ti）或或者者釩釩（（V），，B則是是鋯鋯（（Zr）或或鎳鎳（（Ni），，再再加加上上一一些些鉻（Cr）、、鈷鈷（（Co）、、鐵（Fe）和和（（或或））錳錳（（Mn）。。所所有有這這些些化化合合物物扮扮演演的的都都是是相相同同的的角角色色：：可可逆逆地地形形成成金金屬屬氫氫化化物物。。電電池池充充電電時(shí)時(shí)，，氫氧氧化化鉀鉀（KOH）電電解解液液中中的的氫氫離離子子（（H+）會(huì)會(huì)被被釋釋放放出出來(lái)來(lái)，，由由這這些些化化合合物物將將它它吸吸收收，，避避免免形形成成氫氫氣氣（（H2），，以以保保持持電電池池內(nèi)內(nèi)部部的的壓壓力力和和體積積。當(dāng)當(dāng)電電池池放放電電時(shí)時(shí)，，這這些些氫氫離離子子便便會(huì)會(huì)經(jīng)經(jīng)由由相相反反的的過(guò)過(guò)程程而而回回到到原原來(lái)來(lái)的的地地方方。。正極極正極極基基體體：：發(fā)發(fā)泡泡鎳鎳（（約約1.6--1.7mm厚厚)，，或或沖沖孔孔鍍鍍鎳鎳鋼鋼帶帶（0.06--0.08mm厚厚））正極極物物質(zhì)質(zhì)：：球球鎳鎳+亞亞鈷鈷+PTFE正極集集流體體：鎳鎳帶（（約0.1mm厚））焊點(diǎn)：：（約約4～8個(gè))《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝5.2鎳氫電電池關(guān)關(guān)鍵電電極材材料設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝從狹義義上講講，儲(chǔ)儲(chǔ)氫材材料是是一種種能與與氫反反應(yīng)生生成金金屬氫氫化物物的物物質(zhì)；；但是是它與與一般般金屬屬氫化化物有有明顯顯的差差異。。即儲(chǔ)儲(chǔ)氫材材料必必須具具備高高度的的反應(yīng)應(yīng)可逆逆性，，而且且，此此可逆逆循環(huán)環(huán)的次次數(shù)必必須足足夠多多，循循環(huán)次次數(shù)超超過(guò)5000次。實(shí)際上上，它必須須是能夠在在適當(dāng)?shù)臏販囟?、壓力力下大量可可逆的吸收收和釋放氫氫的材料。。目目前前，用于鎳鎳氫電池?fù)負(fù)極儲(chǔ)氫材材料的主要要是金屬(或合金)儲(chǔ)氫材料，，氫幾乎可可以同周期期表中的各各種元素反反應(yīng)，生成成各種氫化化物或氫化化合物。但但并不是所所有金屬氫氫化物都能能做儲(chǔ)氫材材料，只有有那些能在在溫和條件件下大量可可逆的吸收收和釋放氫氫的金屬或或合金氫化化物才能做做儲(chǔ)氫材料料用。儲(chǔ)儲(chǔ)氫合合金材料在在鎳氫電池池中有著重重要地位，，因此研究究?jī)?chǔ)氫材料料對(duì)提高鎳鎳氫電池性性能有著舉舉足輕重的的作用。5.2鎳氫電池關(guān)關(guān)鍵電極材材料設(shè)計(jì)與與制造工藝藝《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝對(duì)于理想的的金屬儲(chǔ)氫氫材料應(yīng)具具備以下條條件：（1)合金貯貯氫容量高高，不小于于1wt%；（2）吸放放氫電催化化活性好,（3）在氫氫的陽(yáng)極氧氧化電位范范圍內(nèi)應(yīng)具具有較強(qiáng)的的抗氧化能能力;（4）在強(qiáng)強(qiáng)堿性電解解質(zhì)溶液中中，化學(xué)性性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)穩(wěn)定;（5）反復(fù)復(fù)充放電過(guò)過(guò)程中，合合金不易粉粉化;（6）充放放電效率高高;（7）循環(huán)環(huán)使用壽命命長(zhǎng)；（8）具有有良好的電電和熱的傳傳導(dǎo)性;（9)原原材料成本本低廉。5.2鎳氫電池關(guān)關(guān)鍵電極材材料設(shè)計(jì)與與制造工藝藝《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝合金類型典型氫化物吸氫質(zhì)量/%電化學(xué)容量mAh/gAB5LaNi5H61.3348330AB2ZrMn2H31.8482420ABTiFeH22.0536350A2BMg2NiH43.6965500固溶體V0.8Ti0.2H0.83.81018500典型Ni/MH負(fù)極極材料及及特征負(fù)極負(fù)極基體體：銅網(wǎng)網(wǎng)、鋼網(wǎng)網(wǎng)（約0.22~0.32mm厚)鋼帶（約約0.04~0.08mm厚)負(fù)極物質(zhì)質(zhì)：MH+HPMC+SBR《化學(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝隔膜材質(zhì)：維維尼綸或或者PP（聚聚丙烯））或者尼尼龍厚度：一一般為0.10～0.18mm《化學(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝電解液性質(zhì)：無(wú)色透明明液體，，具有較較強(qiáng)腐蝕蝕性。應(yīng)用：主要用于于可充電電鎳氫電電池的電電解液。。規(guī)格：溶質(zhì)組成成KOH:LiOH:NaOH=40:1:3（（重量量比）溶劑組成成：水水OH-濃度7mol/l質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)：密度（25℃））g/cm31.3±0.03電導(dǎo)率（（25℃℃）10.4±0.5ms／／cm《化學(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝鎳氫電池池生產(chǎn)所所用設(shè)備備攪拌機(jī)拉漿機(jī)（（上粉機(jī)機(jī)）裁切機(jī)輥壓機(jī)卷繞機(jī)點(diǎn)焊機(jī)注液機(jī)化成檢測(cè)測(cè)柜《化學(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝鎳氫電池池主要材材料-正極球形氫氧氧化亞鎳鎳NiO(H)2綠綠色球形形粉末粒粒徑7~15μm半半導(dǎo)體體，電子子不導(dǎo)電電，需要要氧化亞亞鈷導(dǎo)電電;覆覆鈷球鎳鎳黑色色粉末，，包覆氧氧化亞鈷鈷導(dǎo)電，，充電后后形成黑黑色NiOOH氧化亞鈷CoO灰褐褐色粉末易易氧化，真空空包裝

粒徑徑≤0.45μm充充電時(shí)能形成成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，，正常充電形形成CoOOH導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，過(guò)放后容容易被破壞發(fā)泡鎳99%Ni,金屬灰色多多孔狀，孔孔率≥95%，用于導(dǎo)電電和支撐球鎳鎳的骨架《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝鎳氫電池主要要材料-負(fù)極貯氫合金MH金屬屬灰色粉末粒粒徑30~40μm導(dǎo)導(dǎo)體，電子子導(dǎo)電；主主要成分為稀稀土，Ni,Co,Mn,Al炭黑黑色粉末粒粒徑3~10μm

導(dǎo)體，電電子導(dǎo)電，形形成葡萄鏈狀狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)電；；銅網(wǎng)棕紅色99.99%銅

網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電；合合金粉的支支持骨架《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝鎳氫電池主要要材料-電液-隔膜膜-鋼殼KOH-氫氧氧化鉀含量90~95%白色片狀狀固體，屬?gòu)?qiáng)強(qiáng)堿，有強(qiáng)腐腐蝕性。易溶溶于水，放出出大量的熱；；

堿液為30%KOH，含有NaOH，LiOH，H2O，OH-濃度7~8ml/L,比重1.30g/mL隔膜1.PP材質(zhì)質(zhì)，多空結(jié)構(gòu)構(gòu)，可以離子子通過(guò)，但是是電子不能通通過(guò)，耐強(qiáng)堿堿液腐蝕；2.高性性能的有磺化化處理，接枝枝處理，提高高自放電。鋼殼1.CPCEN鋼材，，內(nèi)外殼鍍鎳鎳，耐強(qiáng)堿液液腐蝕；2.柔韌性性好，耐深沖沖。

3.耐耐腐蝕，不不生銹；4.圓柱形形，一端開口口，厚度0.2mm；《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝鎳氫電池材料料-蓋帽、密封封圈蓋帽-正面1.CPCC鋼材，表表面鍍鎳，耐耐強(qiáng)堿液腐蝕蝕；

2.分分上下兩層層，點(diǎn)焊連接接。

3.上上蓋有3~5個(gè)排氣口口；

4.圓圓型，下蓋蓋有一個(gè)防爆爆孔；蓋帽–反面面5.中中間間為防防爆球球，三三元乙乙丙橡橡膠；；密封圈圈1.中中空空?qǐng)A形形，內(nèi)內(nèi)徑和和蓋帽帽配套套，外外徑和和鋼殼殼內(nèi)徑徑配套套；2.底底部有有突出出的臺(tái)臺(tái)階;3.材材料料為尼尼龍-66《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝鎳氫電電池材材料正極膠膠帶1.材材質(zhì)質(zhì)：PP；；2.寬寬度度4~10mm;3.厚度度：0.06mm3.防防卷繞繞短路路以及及極耳耳碰到到鋼殼殼；4.耐耐強(qiáng)堿堿腐蝕蝕；正極極極極耳耳1.材材質(zhì)質(zhì)：：純純鎳鎳帶帶，，鍍鍍鎳鎳鋼鋼帶帶；；2.寬寬度度2.5~6mm;3.厚厚度度：：0.1~0.12mm3.作作用用為為正正極極集集流流4.抗抗氧氧化化以以及及耐耐強(qiáng)強(qiáng)堿堿腐腐蝕蝕；；《化學(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝鎳氫電池池生產(chǎn)工工藝流程程配料卷繞封口包裝上粉或拉拉漿切小片化成注液裁大片《化學(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝正極上上粉工工藝流流程送帶帶上粉粉正極粉粉料碾壓裁小片片《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝負(fù)極拉拉漿工工藝流流程送帶帶上漿漿負(fù)極漿漿料負(fù)極裁裁片烘烤碾壓《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝制片工工藝流流程正極裁裁小片片正極浸浸膠正極焊焊極耳耳負(fù)極裁裁小片片負(fù)極稱稱重正極貼貼膠紙紙卷繞卷繞正極軟軟化正極稱稱重《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝裝配工工藝流流程卷繞滾槽壓芯注堿正、負(fù)負(fù)極片片配片隔膜隔膜裁裁剪測(cè)短路放面片片、涂涂膠圈蓋組組合焊蓋帽帽壓蓋帽帽封口《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝化成工工藝流流程高溫烘烘烤化成高溫烘烘烤半成品品入庫(kù)庫(kù)補(bǔ)充電電分容測(cè)電壓壓抽測(cè)內(nèi)內(nèi)阻預(yù)充電電《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝單體電電池包包裝工工藝流流程挑外觀觀測(cè)內(nèi)阻阻測(cè)電壓壓客戶裝盒、、包裝裝單體包包裝《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝組裝電池包包裝工藝流流程單體電池包包裝點(diǎn)焊連接片片打膠水客戶組合套管收收縮點(diǎn)焊引出片片噴碼印字裝盒裝箱單體電池全全檢電壓內(nèi)內(nèi)阻《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝圓柱形單體體鎳氫電池池設(shè)計(jì)（例例一）設(shè)計(jì)指標(biāo)電池種類：：AA型MH-Ni電池額定容量：：1100mA˙h外形尺寸：：直徑(d)為（13.9±±0.2）mm高度(H)為（50±0.2）mm額定電壓：：1.2V《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝圓柱形單體體鎳氫電池池設(shè)計(jì)（例例一）2.設(shè)計(jì)過(guò)程－2.1電池容量設(shè)設(shè)計(jì)C=CrKc式中：C為設(shè)計(jì)容量量，Cr為額定容量量，1100mA˙h；Kc為設(shè)計(jì)安全全系數(shù)，一一般取1.1－1.2，取1.1。則:C＝1100＊1.1＝1210（mA˙h）《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝圓柱形單體體鎳氫電池池設(shè)計(jì)（例例一）2.設(shè)計(jì)過(guò)程－2.2極片高度設(shè)設(shè)計(jì)電池極片高高度主要根根據(jù)電池高高度、氣室室高度來(lái)確確定。氣室室高度一般般取5－15mm高；隔膜應(yīng)應(yīng)比極板高高出2－4mm，綜合考慮慮這兩點(diǎn)，，因電池高高為50mm，極板高度度為41mm.《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝圓柱形單體體鎳氫電池池設(shè)計(jì)（例例一）2.設(shè)計(jì)過(guò)程－2.3極片面積設(shè)設(shè)計(jì)對(duì)于MH－Ni電池，工作作電流通常常為600mA，工作電流流密度i一般為5－15mA/cm2，取i=9mA/cm2，則:S＋＝600/9=66.7(cm2)S－＝KsS＋＝1.3＊66.7＝86.7(cm2)式中，Ks為設(shè)計(jì)過(guò)剩剩系數(shù)，一一般在1.3-1.7之間，此處處取1.3。《化學(xué)電源設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電池設(shè)設(shè)計(jì)與制造造工藝圓柱形單體體鎳氫電池池設(shè)計(jì)（例例一）2.設(shè)計(jì)過(guò)程－2.4極片長(zhǎng)度設(shè)設(shè)計(jì)正負(fù)極片均均為矩形，，極片面積積等于長(zhǎng)乘乘高的二倍倍，因此，，極片長(zhǎng)度度為：《化學(xué)學(xué)電電源源設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與制制造造工工藝藝學(xué)學(xué)》-第五五章章鎳鎳氫氫電電池池設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與制制造造工工藝藝圓柱柱形形單單體體鎳鎳氫氫電電池池設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（（例例一一））2.設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)過(guò)程程－2.5極片片厚厚度度設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)MH-Ni電池池中中，，通通常?？乜刂浦普龢O極片片厚厚度度為為（（0.58±±0.02）mm范圍內(nèi)，負(fù)極片在（0.37±0.02）mm范圍內(nèi)?！痘瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝圓柱形單體鎳鎳氫電池設(shè)計(jì)計(jì)（例一）2.設(shè)計(jì)過(guò)程－2.6活性物質(zhì)用量量的計(jì)算活性物質(zhì)用量量m=Cq/η式中，q為活性物質(zhì)電電化當(dāng)量，g/(A˙h);η為封口電池中中活性物質(zhì)利利用率，此處處取80%，則：m+=1.21*3.459/0.8=5.23(g)M-=1.21/(0.25*0.6)=8.06(g)《化學(xué)電源設(shè)計(jì)計(jì)與制造工藝藝學(xué)》-第五章鎳氫氫電池設(shè)計(jì)與與制造工藝圓柱形單體鎳鎳氫電池設(shè)計(jì)計(jì)（例一）2.設(shè)計(jì)過(guò)程－2.6活性物質(zhì)用量量的計(jì)算注意：在計(jì)算算m-時(shí)，由于負(fù)極極是貯氫合金金粉，其電化化當(dāng)量不能用用H2的電化化當(dāng)量量來(lái)計(jì)計(jì)算，，應(yīng)根根據(jù)活活性物物質(zhì)粉粉料的的電化化學(xué)容容量、、利用用率計(jì)計(jì)算，，即m-=(C/ν)*η式中，，ν為貯氫氫材料料的比比容量量0.25A˙h/g；η為封口口電池池中負(fù)負(fù)極活活性物物質(zhì)利利用率率?！痘瘜W(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝圓柱形形單體體鎳氫氫電池池設(shè)計(jì)計(jì)（例例一））2.設(shè)計(jì)過(guò)過(guò)程－2.7電解液液濃度度和用用量電解液液用1.25-1.30g/LKOH,加入15g/LLiOH，用量量一般般為電電池活活性物物質(zhì)量量的18%。malk=(5.23+8.06)*18%=2.39(g)《化學(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝圓柱形形單體體鎳氫氫電池池設(shè)計(jì)計(jì)（例例一））2.設(shè)計(jì)過(guò)過(guò)程－2.8隔膜尺尺寸隔膜的的長(zhǎng)度度一般般為正正負(fù)極極長(zhǎng)度度之和和，此此處為為187mm，寬度度比極極片寬寬2－4mm，本例例可取取44mm，厚度度通常常在0.15－0.2mm之間，，這里里取0.18mm?！痘瘜W(xué)電電源設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝學(xué)》-第五章章鎳鎳氫電電池設(shè)設(shè)計(jì)與與制造造工藝藝圓柱形形單體體鎳氫氫電池池設(shè)計(jì)計(jì)（例例一））2.設(shè)計(jì)過(guò)程程－2.9松緊度檢檢驗(yàn)松緊度＝＝V1/V2*100%V1=V++V-+V隔式中，V2為電池殼殼體內(nèi)空空間體積積。V1＝81*0.58h+106*0.37h+187*0.18h＝119.86hV2＝πr2h=3.14*(13.3/2)2h＝138.6h計(jì)算時(shí)，，電池殼殼體內(nèi)徑徑取為13.3mm。以上數(shù)據(jù)據(jù)是根據(jù)據(jù)前面指指定的1100mA˙˙hAA型密封MH-Ni電池設(shè)計(jì)計(jì)的。通通過(guò)計(jì)算算發(fā)現(xiàn)其其裝配比比為86.3%在通常所所說(shuō)的80－90%之間，符符合設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。?！痘瘜W(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝圓柱形單單體鎳氫氫電池設(shè)設(shè)計(jì)（例例二）設(shè)計(jì)指標(biāo)標(biāo)根據(jù)用戶戶要求開開發(fā)綜合合性能優(yōu)優(yōu)越、電電池直徑徑為（13.9±0.2）mm、高度為為63mm的電池，，電池的的額定電電壓1.2V。本例采用用另一種種設(shè)計(jì)思思路?！痘瘜W(xué)電源源設(shè)計(jì)與與制造工工藝學(xué)》-第五章鎳鎳氫電電池設(shè)計(jì)計(jì)與制造造工藝圓柱形單單體鎳氫氫電池設(shè)設(shè)計(jì)（例例二）2.設(shè)計(jì)過(guò)程程－2.1選定參照照基準(zhǔn)假定例一一中所選選定的參參數(shù)為一一已通過(guò)