CN1132949A - 蓄电池电极板及其生产过程 - Google Patents

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Abstract

用于蓄电池的电极板是由一多孔金属体构成的，多孔金属体具有至少一个有选择地安置在其上的低孔隙率部分。用糊浆涂覆多孔树脂芯，糊浆具有金属成分，将涂覆糊浆的多孔树脂芯通过带有至少一个凹处的辊子，由此形成至少一个低孔隙率部分并将其烧结。所产生的用于蓄电池的电极板不仅在强度方面得到保证和能够改进蓄电池特性而且在以降低的成本获取及免于对原材料供应的忧虑方面具有优势。

Description

蓄电池电极板及其生产过程
本发明涉及适用于碱蓄电池如镍—镉—镍—锌和镍—氢蓄电池以及可再充电的锂L，蓄电池的电极板。
铅和碱蓄电池作为电源使用在各种领域中。由于碱蓄电池预知的高可靠性及其小型化和重量的减少，在它们中，小型尺寸的碱蓄电池已广泛被用于各种轻便装置而大型尺寸的碱蓄电池被用于工业用途。在这种碱蓄电池中，负电极不只由镉而且由锌、铁或氢构成。然而，虽然在某些计划中已研究分别由空气及银的氧化物构成正电极但正电极基本上由镍构成。随着从袖珍型到烧结型转变而取得的特性的改善以及密封的实现，碱蓄电池的使用得到扩展。
然而，在普通的粉末烧结方法中，电极板孔隙率增至85％或更高导致强度的显著降低，以致活性物质的填塞遇到限制。因而蓄电池容量的增加遇到限制。为取代烧结板，已提出泡沫或纤维质板，它们每一个都具有增加到90％的孔隙率同其中一些已投入使用。在这方面，很久以来已提出一些工艺，在这些过程中用一金属糊浆涂覆在泡沫树脂上并将其烧结由此获得具有高孔隙率的烧结体。例如，日本出版物第17554/1963号披露了一个过程包括使金属粉末成泥浆状，用这个泥浆状金属粉末浸渍氨基甲酸乙脂泡沫，在氢气中碳化该树脂并将金属转化成半熔融态，由此获取多孔金属体。
例如，通过以糊状形式提供粉末态镍作为金属粉末，用这个糊浆浸渍泡沫树脂并在氢气中烧结，可以制造出具有至少90％高孔隙率的多孔金属体，由此使得可以制造用作蓄电池基板的高容量电极。然而，由于高的孔隙率以及多孔芯物质如用在普通粉末烧结产品的冲孔金属的缺乏，所产生的多孔金属体在机械性能如张力(ten-sile)强度上很差。
然而，当多孔金属体被活性物质以环绕状来充填时，由于在其运载期间所施加的负荷，多孔金属体具有变形或断裂的危险。此外所产生基板的电阻轻微增加，结果尤其在高放电时间时引起电压降的发生。
一般地，通过点焊将接线条(terminal strip)固定在电板上。高的孔隙率及任何芯材料的缺乏都增加点焊部分断裂的可能。此外，在被称无接头(tabless)方法的这种方法中，圆形端被焊到具有圆柱结构的电板的上端部分，电板的这个端部分的强度如此之差以致于这种排列几乎不能使用。
在用于例如电动运输工具中的大尺寸蓄电池中其大的电极表面区域增加了电极板的电阻因而增加了在高速放电时的电压降，以致蓄电池在所获得的输出上遇到限制。此外，在电有表面发生一种电压分布导致充电效率的损耗。
虽然多孔镍体作为蓄电池电极板的使用对加强蓄电池容量贡献如上面所述的以前工艺部分所提到的那样是很大的，但是金属镍是昂贵的而且由于已预测到当上述碱蓄电池在未来用于电动运输工具等时其消费量将是巨大的，因此它的资源是一个问题。
在上述情形下，本发明的一个目标是提供用于蓄电池的电极板，它改善蓄电池特性同时保证其强度，由此解决上述的缺陷。本发明的另一个目标是提供一用于蓄电池的电极板，它改进蓄电池的特性同时保证其强度以及在降低成本和免除对原材料供应的担心的情况下可以获得这种电极板。
发明者们已做了广泛调查。结果他们发现使用一种多孔金属体作为蓄电池的电极板是有效的，在这个多孔金属体中有选择地安置至少一个低孔隙率部分，因而他们取得了本发明。
即，本发明涉及(1)用于蓄电池的电极板，它是一种保留用作蓄电池收集器(collector)的活性物质的电极板，这种电极板由一多孔金属体构成，多孔金属体中有选择地具有至少一个低孔隙率部分，(2)制选用于蓄电池的电极板的过程，这个过程包括用一糊浆浸渍多孔树脂芯的骨架，湖浆主要构成是以金属、合金及金属化合物所组成的组中造出的至少一种物质的粉末及一粘合剂，从而获得涂覆有糊浆的骨架，并将该糊浆涂覆骨架经过带有至少一个凹处的辊子之间，从而有选择的形成至少一个低孔隙率部分，紧接着在一温度下加热，这个温度不低于金属组分被烧结的温度，从而获得三维网络片状多孔金属体，(3)制造用于蓄电池的电极板的过程，这个过程包括用糊浆浸渍多孔树脂芯骨架，糊浆的主要构成是粉状铁及一粘合剂从而获得涂覆有糊浆的骨架，并将涂覆糊浆的骨架通过带有一个凹处的辊子之间，从而有选择地形成至少一个低孔隙率部分，接着在一温度下加热，这个温度不低于铁被烧结的温度，从而获得铁的片状多孔体，这个片状多孔体用镍Ni来电镀，(4)制造用于蓄电池的电极板的过程，它包括用糊浆浸渍多孔树脂芯骨架，糊浆主要构成是一有机树脂粘合剂从而获取涂覆有糊浆的骨架，将涂覆糊浆的骨架通过带有至少一个凹处辊子之间从而有选择的变化所涂覆的糊浆量并使粉末状铁(Fe)粘到上面，接着在一温度上加热，该温度不低于铁被烧结的温度从而获得铁的片状多孔体，这个片状多孔体用镍来电镀。
图1是根据本发明的装置的示意图，该装置适用于蓄电池的电极板的制造。
图2适用于是本发明压辊的一种形式的示意图。
图3是适用于本发明的另一种形式压辊的示意图。
图4是一种形式的多孔金属片的示意图。
图5是另一种形式的多孔金属片的示意图。
图6是从图4的多孔金属片制成的一种螺旋(spiral)电极板的示意图。
图7是从图5多孔金属片制成的另一种电极板。
图8是再一种多孔金属片的示意图。
图9是另一种多孔金属片的示意图。
图10是其它一种多孔金属片的示意图。
在本发明中，象上述的那样有选择地在板上安置低孔隙率部分是必需的。最好将低孔隙率部分安置在特别需要高强度的板的区域上。
通过例如电极板被焊到端子上的部分和电极板的周边部分具有低孔隙率，同时使填塞并保留活性物质的其它部分具有高孔隙率，不仅可实现蓄电池容量的增加而且可保证机械强度。在本发明中，最好是在电极板的主要部分孔隙率在90％-97％高以使得可以取得高容量，而在低孔隙率部分，虽然由于低孔隙率部分的功能是改进强度与传导性，只要孔隙率低于主要部分就满足了，但是从易于生产和易于获得特性的角度孔隙率在50％到80％范围是满意的。此外，为了便于端焊，最好预先压制低孔隙率部分。从低孔隙率部分用来改进电极板的传导性及机械强度的目标及希望增加保留在蓄电池中活性物质的量这个角度来说，电极板低孔隙率部分表面区域与其整个表面区域之比被调整到一般30％或低于30％，最好10％或低于10％。
上面的电极板可以通过一个过程来制造，这个过程包括用糊浆浸渍多孔树脂芯骨架，糊浆主要构成为从金属、合金及金属化合物所组成的组中选择的至少一个的粉末及一粘合剂以此获得涂覆糊浆的骨架并将涂覆糊浆的骨架经过带有至少一个凹处的辊子之间从而形成至少一个低孔隙率部分，接着在一温度上加热，这个温度不低于金属成分被烧结的温度，以此获得三维网络片状多孔金属体，最后模压(moldaing)片状多孔金属片。在这个过程中用的是带有至少一个凹槽状或点斑状凹处的辊子。
虽然上面的多孔树脂芯没有特别限制，任何树脂都可以没有例外的使用，但最好是特别使用聚氨基甲酸乙脂和聚烯烃泡沫。用于浸渍多孔树脂芯的糊浆主要由从金属、合金及金属化合物中所选的至少一个粉末和一粘合剂构成。虽然上述金属组分粉末只要在按下来的步骤中被烧结并可以组成用于电极板的多孔体以作为收集器，它就不受特别限制，但最好使用镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)或类似物而且这些金属也可以是其合金，化合物或混合物的形式来使用。最好用丙烯酸或苯酚作粘合剂。此外，可将添加剂如羰基纤维素(carboxycellulose)及稀释剂加入糊浆。
如上所述，可通过将多孔树脂芯骨架浸渍在糊浆中，糊浆主要由前面所述金属组分粉末及粘合剂构成，用压辊除去多余的糊浆涂层以及在这之后进行热处理来获取根据本发明用于蓄电池的电极板。
当在凹处上局部提供压辊时，与凹处相对应的部分上保留较大量的糊浆，结果在热处理之后导致了低孔隙率部分。
在本发明中，由上面程序所形成的低孔隙率部分的孔隙率可在50％到80％的范围，结果不用特别增加厚度以糊浆涂覆这部分可形成低孔隙率部分，以免增加电极板的厚度，这样使得不仅可改进电极板的强度也可改进电极板的传导性。上面的程序导致高孔隙率部分与低孔隙率部分在同样的电极板表面连续形成。这就避免了不连续边界的形成并具有防止应力集中的效果。
本发明中，高孔隙率部分与低孔隙率部分连续形成归因于在通过压辊后从对应于凹处的糊浆富集区而来的糊浆送入周围部分，导致中间区的形成，在这里孔隙率逐渐增加到与围绕低孔隙率部分的高孔隙率区相连续。
电极在一端焊接处的断裂，可通过在电极板的一边缘上形成低孔隙率部分并在烧结之后压制这部分以此增加其强度而被防止。
在本发明中，通过压辊的凹处来形成低孔隙率部分。因而，通过调整压辊的凹处形状及辊上凹处的位置可在用于蓄电池的电极板的任意位置上安置任意形状的低孔隙率部分。
在本发明的另一方面，构成电极板的多孔金属体可以具有铁/镍(Fe/Ni)二层结构。具体地，这个多孔金属体具有铁/镍二层结构，这个结构具有由铁组成的骨架内部部分及形成在其表面部分上的镍涂层。当这个多孔金属体投入使用时，可以降低的成本获得电极板并可免除对其原材料供应的忧虑，从而解决在碱蓄电池的使用中资源的问题，由于多孔体以便宜且资源丰富的铁作基础层，在其表面上安置防腐镍涂层膜的这种结构优点，碱蓄电池在未来的电运输工具及未来的其它应用上的大量需求可预计发生。
在根据上述方面的多孔金属体中，为了处理铁在蓄电池碱性电解液中进行氧化还原以此成为电化学不稳定状态的问题，用镍涂在铁的表面上以此增加电极的抗腐性从而导致可以改善蓄电池的耐久特性。此外，电极板的电阻对蓄电池性能有显著影响，特别是对输出特性，因此可通过将组成多孔体骨架铁的纯度调制到98％或更高来实现低电阻。
从上述电阻及腐蚀的角度镍层的铁含量较好为10％重量比或更低。为了降低电阻，铁含量更好是调制到4％重量比或低于它。镍涂层的平均厚度最好是0.1μm到10μm。其抗腐蚀性在低于0.1μm的厚度是不能令人满意的。另一方面，当其厚度超过10μm时，镍的消耗增加从而使得所希望便宜材料供应及资源问题的解决成为不可能。
根据上述方面的电极板可以通过一过程来制造，这个过程的构成为用糊浆浸渍多孔树脂芯骨架，糊浆主要由铁粉末及一粘合剂构成，从而获得涂覆有糊浆的骨架并将此涂覆糊浆的骨架在辊子之间通过，辊子带有至少一个凹处，从而形成至少一个低孔隙部分，接着在一温度上加热，这个温度不低于铁被烧结的温度，从而获得铁的片状多孔体，用镍来电镀片状多孔体。在这个过程中，用的是带有至少一个槽状或斑点状凹处的辊子。
上述的电极板也可以由一过程制造，这个过程的构成是用糊浆浸渍多孔树脂芯骨架，糊浆主要是由一有机树脂的粘合剂构成，从而得到涂覆有糊浆的骨架，将涂覆糊浆的骨架通过带有至少一凹处的辊子，从而有选择地变换所涂糊浆的量并使铁粉末粘在上面，接着在一温度上加热，这个温度不低于铁被烧结的温度从而获得铁的片状多孔体，用镍来电镀片状多孔体。
提供在铁表面的镍涂层对由放在碱蓄电池中的强碱性溶液引起的腐蚀具有良好的抵抗性，因而使得多孔金属体作为蓄电池内的电极板的稳定维持成为可能。关于蓄电池的电极板，其电阻对蓄电池性能具有显著影响，因而铁的高纯度是必需的，因为铁纯度的降低导致电阻的增加。当纯度是至少98％时，其电阻几乎等于可获取的纯铁的电阻。
从二个问题的角度即碱性电解液中的腐蚀和电阻的角度，需要镍涂层将构成基础层的铁的扩散减至最低。当铁的扩散在高水平时，不只损失耐腐性而且增加电阻。
可以以象前面描述的图样的方式在上述具有铁/镍二层结构的多孔金属体上提供低孔隙率部分。
即，通过将多孔树脂芯骨架浸入糊浆，糊浆主要由铁粉末及粘合剂构成，用压辊去除多余糊浆涂层，然后进行热处理，可获得根据本发明的用于蓄电池的电极板。当将凹处局部提供在压辊上时，更大量的糊浆保留在与凹处对应的部分上，结果在热处理之后导致了低孔隙率部分。
当以上述同样的方式应用局部超量的糊浆，糊浆主要由粘合剂而不含铁粉末构成，接着将铁粉末以喷溅(spray)或类似方式施加多孔树脂上时，已施加多余糊浆的部分具有更大量的铁粉末粘附于其上，由此导致低孔隙率部分的形成。
图1中示出了一个装置的示意图，该装置适用于制造根据本发明的用于蓄电池的电极板。图1中，标号1代表聚氨基甲酸乙脂泡沫片的卷轴，标号2代表聚氨基甲酸乙脂泡沫片，标号3代表糊浆，标号4代表压辊及标号5代表卷取轴。
图2及图3示出了压辊的变换形式。在图2中，在一压辊的整个周长上提供每一个槽状凹处6。在图3中，以斑点图案置在凹处。图2使用的辊子形成具有图4所示结构的多孔金属片。图3压辊的使用形成了具有图5所示结构的多孔金属片。图4及5中，数字7代表高孔隙率部分而数字8代表由凹处6形成的低孔隙率部分。
图4中示出的多孔金属片甚至在例如带活性物质以环绕状形式装载时，可以免除由于在其运载期间中所施加的负荷而引起的变形或断裂。此外，其导电性也可以改善。当这个金属片被提供到一螺旋电极时，它成形如图6并且其低孔隙率部分8被用作无接头终端安装部分(tabless terminal mounting part)。另外，如图5所示的带有斑块状低孔隙率部分的多孔金属片适用于一种电极在这个电极中片的最后成形如图7所示并且引线端被点焊到那些低孔隙率部分。连续凹处与斑块状凹的结合导致如图8所示电极的形成。提供带有对角线凹处的压辊使得可以形成如图9所示的对角线低孔隙率部分。在这种场合，将对角线凹处当斑块状凹处一起提供到如图10所示对角线低孔隙率的形成。这特别适用于改进具有小比例低孔隙率部分的大平面区平板电极的电导率。在大量生产的前提下，最好用宽的泡沫树脂并以上述任何的过程将其切成电极形状。
本发明参照下列例子更详细地被描述。
例1
50％重量比的具有平均颗粒尺寸2.8μm的镍羰基合物粉末，10％重量比的丙烯酸树脂，2％重量比的羰基甲基纤维素及38％重量比的水混合在一起成为糊浆。提供具有约每英寸50孔厚1.8mm、宽60cm及长1m的聚氨基甲酸乙脂泡沫作为泡沫树脂。通过使用图1所示装置用糊浆涂覆这个聚氨基甲酸乙脂，在这个装置中，聚氨基甲酸乙脂泡沫浸入糊浆中并且在这个装置中通过压辊去除多余的糊浆。
所使用的压辊包括如图2所示的一个辊子，它具有稍向中心排列的凹处6。因而，宽度60cm的泡沫树脂片具有由凹处形成2个低孔隙率部分，它们被安置在20cm间隔上并且每一个的宽度为10mm。在用糊浆涂覆后，被涂覆的聚氨基甲酸乙脂泡沫被烘干并以30℃/min的速率在氢气流中升温到1100℃，以此温度将烘干的泡沫烧结10分钟。因而，所产生的高孔隙率和低孔隙率部分分别是具有平均96％和70％的孔隙率。所产生的电极板被称作A。为了比较，提供不具低孔隙率部分的电极板基片并称作B。
作为底座(supports)的每一个板以环绕状形式被装上活性物质(镍电极)，并在电极板间比较运载所引起的断裂状态。特别地，将87份重量的可大量获取的镍的氢氧化物粉末，8份重量的钴氧化物，3份重量的作为导体的镍粉末及2份重量的聚乙烯乙醇混合在一起成为糊浆。聚乙烯乙醇以6％重量比的聚乙烯乙醇水溶液形式加入。这个糊浆在压力下充填入每一个多孔金属体。这个操作以各种运载速度来重复。
结果如下，虽然在运载速度不大于80mm/min时，不发生任何问题如断裂，但在160mm/min，电极板B以1m的平均间隔遭受断裂部分的发生，而电极板A免于任何失常。在240mm/min，电极板B的平均30cm间隔遭受断裂部分的发生，而基板A仍然免于任何的失常。
例2
下面描述由一过程产生的电极，在这个过程中，如图5所示的低孔隙率部分用带有如图3所示的斑点状凹处6的压辊来形成并且以与例1同样的方式来进行烧结，由此获得一电极板，并且在这个过程中引线端被点焊到的低孔隙率部分被压制。具体地，所使用的压辊带有凹处每一个深0.5mm，宽5mm且长12mm，以此获得二个电极板。因而，在切削后，每一个低孔隙率部分具有5mm宽度和6mm长度。
高孔隙率及低孔隙率部分的孔隙率分别为96％及57％。以500kg/cm2压力压制低孔隙率部分。做为成品的电极板被切成宽33mm及长180mm。
从上面作为底座的板来制造镍电极板。以与例1相同的方式将该底座装上主要由镍的氢氧化物构成的活性物质。在糊浆充填之后，将表面弄平滑并在120℃烘干一小时。将所获得电极通过一辊压，这个电极板已经受过凸起模压工序，由此再次调整厚度到0.7mm。厚度0.2mm的镍板及宽度5mm的镍板被点焊到低孔隙率部分。所产生的电极以C代表。为了比较，制备不带有低孔隙率部分的电极并以D表示。在这个点焊上，虽然相对本发明电极C每100块上无焊接断裂，但对于电极D每100块有8块端断裂不能使用。
例3
下面描述由一过程制造的平板电极，这个过程的低孔隙率部分如图10所示是用带有凹处6的压辊形成的，凹处6由对角线连续凹处及斑点状凹处的结合构成并以与例1相同的方式来进行烧结，由此获得电极板，主端点焊到的斑块状低孔隙率部分被压制。具体地，电极板尺寸纵向长度为250mm，横向宽度200mm及厚度0.7mm。电极板的上边缘带有宽15mm及长8mm的低孔隙率部分以用于点焊。此外，安置一个从上边缘引向下面相对边缘的宽3mm的低孔隙率部分。高孔隙率及低孔隙率部分的孔隙率分别为96％及67％。以500kg/cm2的压力压制低孔隙率部分以用于点焊。
用所产生的座座制造镍电极。底座用以例1相同的方式装上一活性物质，活性物质有主要构成为镍的氢氧化物。在弃填糊浆后，弄平表面并在120℃下烘干1小时。以1吨/厘米(fon/cm2)的压力压制所获得的电极由此将厚度调至0.7mm。将厚度0，3mm及宽13mm的镍板点焊到低孔隙率部分的端部区。所产生的电极由E来代表。为了比较，制备一不带有低孔隙率部分的电极并以F来代表。
通过将由上述方式获取的5个镍电极，5个混合稀土镍MmNi(混合稀土Mischmelal)的普通吸留氢合金(hyologen Occlusion attoy)电极组装在一起作为反电极及具有亲水性的无纺聚丙烯分离片来制备每一个长方形封闭镍氢蓄电池。通过将25g/l(克/升)浓度的锂氢氧化物溶解在比重为1.25的钾氢氧化物水溶液中获得使用的电极。
对于每一个蓄电池，以15A(安培)及150A(安培)的放电电流测量放电电压及放电容量。结果在表1中示出：
表1
      二个蓄电池间特性之比较表
         15A放电         150A放电
蓄电池号o    V伏   Ah安时     V伏   Ah安时
        E    1.23  102        1.14   97
        F    1.22  106        1.11   83
以表1的结果看很显然，电极E在高放电特性上尤为良好。
例4
50％重量比的具有平均颗粒尺寸28μm的粉末铁，10％重量比的酚醛树脂，2％重量比的羰基甲基纤维素及38％重量比的水混合在一起成为糊浆。具有大约每英寸50孔的厚1.8mm，宽60cm及长1m的聚氨基甲酸乙脂泡沫作为泡沫树脂被提供。用如图1所示装置用糊浆涂覆聚氨基甲酸乙脂泡沫，在这个装置中，聚氨基甲酸乙脂泡沫被浸渍在糊浆中并在这个装置中用压辊去掉多余糊浆。通过烘干涂覆上糊浆的聚氨基甲乙脂泡沫并在氢气中加热被烘干的泡沫获得铁的泡沫烧结体。此外，可通过用镍电镀上述铁的多孔体制备由铁/镍二层构成并局部带有低孔隙率部分的电极板。通过改变图1装置的压辊4的结构，上述泡沫烧结体可带有任何的各种各样的低孔隙率部分。例如，参看图2，压辊4带有凹处6，凹处6是在压辊4中的一个整个周长上。这导致了如图4所示的多孔金属体的形成。图4中标号7代表高孔隙率部分而标号8代表由图2凹处6所形成的低孔隙率部分。这个多孔金属体甚至在加载，例如以环绕状形式装上活性物质时，可免于在其运载期间所施加的负荷引起的环形或断裂。此外，也可改善其导电性。此外，提供如图3所示斑块状凹处6导致3如图5所示低孔隙率部分的形成。最后将多孔金属体模压成图7的形状使上述部分适用于电极，在这个电极中引线端被点焊在低孔隙部分上。还有，连续凹及斑块状凹处导致3如图8所示的电极板的形成。提供带有对角线凹处的压辊导致如图10所示的对角线低于孔隙率部分的形成。这特别适于改进具有小比例低孔隙率部分的大表面区域平板电极的导电率。在大量生产的前提下，最好在上述任何过程应用宽泡沫树脂并将其切成电极形状。
例5
60％重量比的丙烯酸树脂及40％重量比的水混合成糊浆。提供厚度2.0mm，宽60cm及长1m的是有每英寸40孔的聚氨基甲酸乙脂作为泡沫树脂。用图1所示的装置以糊浆涂覆聚氨基甲酸乙脂，在这个装置中聚氨基甲酸乙脂泡沫浸渍在糊浆中并且在这个装置中用压辊去除多余糊浆。将涂覆糊浆的聚氨基甲酸乙脂泡沫在具有平均颗粒尺寸40μm的铁粉中振动，由此引起铁粉吸附到聚氨基甲酸乙脂骨架上。接着，在氢气中加热这个产品产生了铁的泡沫烧结体。此外，可通过用镍电镀上述多个孔隙率来制备由铁/镍二层构成并具有特别排列的低孔隙率部分的电极板。
可通过以与图4相同的方式改变压辊的结构来形成具有特别排列如图4，5，7及10所示的低孔隙率部分的电极板。
例6
在这个最简单模式中，图2的凹处6在中间形成并且将活性物质以环绕状形式装填在泡沫树脂上，从而在电极板中比较运载引起的断裂状态。具体地，60cm宽的泡沫具有由凹处形成的二个低孔隙率部分，它们放置在20cm的间隔上并且每一个具有10mm的宽度。在涂覆例4的糊浆之后，将温度在氢气流中的30℃/min的速率升到1300℃，在此温度将已被涂覆的泡沫烧结10分钟(mch)。因而，所产生的高孔隙率及低孔隙率部分分别具有96％及70％的平均孔隙率。此外，在用于镍电镀的瓦特槽(Watts bath)中以10A/clm2的电流密度内进行镍电镀，由此获得平均厚度2μm的镍涂层。这个电极板以A表示。为了比较，同样的镍涂层形成在不带有低多孔隙率部分的泡沫上以此获得电极板，其以B表示。
下面详细描述作为一个实施例的镍电极，在这个实施例中使用第一个底座。具体地，87份重量的可大量获得的粉末镍的氢氧化物，8份重量的粉末钴氧化物，3份重量的作为导电体的粉末镍及2份重量的聚乙烯乙醇混合在一起成为糊浆。聚乙烯乙醇作为6％(重量比)聚乙烯乙醇水溶液来加入。糊浆在压力下填入每个多孔金属体同时输送每一个导孔金属体。这个操作以各种输送速度重复。结果如下，虽然在运载速度不大于80mm/min时不发生任何问题断裂，在150mm/min，板B以平均1m的间隔遭受断裂部分的发生而板A免于任何失常。在260mm/min，板B以平均30cm的间隔遭受断裂部分的发生而极A仍免于任何失常。
[例7)]
下面描述带有如图9所示低孔隙率部分的平板电极，它是由对角线排列的凹处6形成的。具体地，电板尺寸纵向长350mm，横宽100mm及厚1.8mm。高孔隙率及低孔隙率部分的孔隙度分别为96％及58％。因而，提供在表2中列举的电极板C1到C7。与此同时，制备不带低孔隙率部分的电极板并用D1表示。
                     表2
样品号    铁骨架部分的    镍涂层的铁含量
                            (重量％)        镍涂层的厚度
                                               (μm)
  C1        99                0.2             1.5
  C2        95                0.2             1.5
  C3        99                1.4             1.5
  C4        99                15              1.5
  C5        98                0.5             0.03
  C6        98                0.5             0.4
  C7        98                0.5             3.1
  D1        99                0.2             1.5
用所生成电极板的每一个来制造镍电极。每一个电极板以与列6相同方式装上主要由镍氢氧化物构成的活性物质。在充填糊浆之后，弄平板的表面并在120℃下烘干1小时。所获取的电极在1吨/厘米2的压力下压制以此将厚度调整到0.7mm。
通过将6个以上述方式获得的镍电极，6个普通混合稀土镍MmNi型(混合稀土Misch metal)氢吸留合金电极作为反电极及具有亲水性的无纺聚丙烯隔片组装在一起制备每一个长方形封闭镍一氢蓄电池。所使用的电解液是通过将锂的氢氧化物以20g/l浓度溶解在比重为1.35的钾氢氧化物水溶液中。与前面在表2中定立的电极板标志(样品号)相对应所产生的蓄电池由C1B到C7B及D1B所表示。
相对每一个蓄电池，以放电电流10A及150A测量放电电压及容量。此外，在10A放电的500个周期后所展示的容量保持作为耐久性试验来评估。结果在表3中给出：
                     表3
蓄电池号
            10安培放电    150安培放电    500个周期后容量
                   Ah             Ah     留存比率
            V(伏)(安时)   V(伏)(安时)
  C1B       1.24 102      1.18 100           94
  C2B       1.17 99       1.03 92            93
  C3B       1.23 101      1.17 99            93
  C4B       1.18 99       1.05 91            90
  C5B       1.21 100      1.16 98            83
  C6B       1.22 101      1.16 99            92
  C7B       1.24 103      1.19 101           94
  D1B       1.11 96       0.95 78            92
从前述很显然，在需要高强度的区域上有选择地形成低孔隙率部分，如根据本发明用于蓄电池的电极板中的端子焊区域***周边，由此使得可以改进区域强度。因而，可去除焊接限制，可避免在问题如活性物质充填时的断裂并且可改进基于这个电极板的蓄电池特性。
在本发明的最佳实施例中，电极板的结构是由便宜且资源丰富的铁作基础层并且在其表面放置耐腐镍涂层膜。因此，本发明的电极板在以较低成本获得原材料及免除对供应的忧虑上是具优势的，从而使得可以解决在碱蓄电池的使用中的资源问题，可预言未来的电运输工具及其它应用对这种蓄电池的大量需求的发生

Claims (13)

1.一种用于蓄电池的电极板，这是一个保存活性物质作为蓄电池收集器的电极板，其构成为具有至少一个特别安置在其上的低孔隙率部分的多孔金属体。
2.根据权利要求1的电极板，在这里低孔隙率部分具有50％至80％的孔隙率，除去低孔隙率部分之外的部分的孔隙率为90到93％。
3.根据权利要求1的电极板，在这里低孔隙率部分与除去低孔隙率部分之外的部分相连续。
4.根据权利要求1的电极板，在这里压制低孔隙率部分。
5.根据权利要求1的电极板，在这里多孔金属体具有铁/镍二层结构，这个结构的骨架内部部分由铁构成，在其表面部分形成镍的涂层。
6.根据权利要求5的电极板，在这里铁骨架具有不低于98％的纯度。
7.根据权利要求5的电极板，在这里镍涂层具有的铁含量不高于10％。
8.根据权利要求5的电极板，在这里镍涂层具有平均厚度范围在0.1到10μm。
9.一种用制造蓄电池电极板的过程，它的构成为用糊浆浸渍多孔树脂芯的骨架，糊浆主要构成为以金属，合金及金属化合物组成的组中所选的一种的粉未以及粘合剂，从而得到涂覆有糊浆的骨架并且将涂覆糊浆的骨架在辊子之间通过，辊子带有至少一个凹处由此有选择地形成至少一个低孔隙率部分，接着在一温度上加热，这个温度不低于金属成份被烧结的温度由此获得三维网络法片状多孔金属体。
10.根据权利要求9的过程，在这里凹处是槽状形式。
11.根据权利要求9的过程，在这里凹处是斑块状形式。
12.制造用于蓄电池的电极板的过程，这个过程的构成为用糊浆浸渍多孔树脂芯的骨架，糊浆主要由铁粉和粘合剂构成，由此获得涂覆有糊浆的骨架并将此涂覆糊浆的骨架在辊了之间通过辊子带有至少一个凹处由此有选择地形成至少一个低孔隙率部分，接下来在一温度下加热，这个温度不低于铁被烧结的温度，由此获得铁的片状多孔体，这个片状多孔体用镍来电镀。
13.制造用于蓄电池的电极板的过程，这个过程的构成为用糊浆浸渍多孔树脂芯的骨架，糊浆主要构成一有机树脂的粘合剂，由此获得涂覆有糊浆的骨架，将糊浆涂覆骨架在辊子之间通过，辊子带有至少一个凹处，由此有选择地变换所涂覆糊浆的量并使铁粉末粘在其上，接着在一温度上加热，这个温度不低于铁被烧结的温度，由此获得铁的片状多孔体，这个片状多孔体用镍来电镀。
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