專利名稱：鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于氫鎳蓄電池的改進。
鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池主要用作旅客列車的電源。當(dāng)列車停車時，由于列車車軸發(fā)電機停止發(fā)電。此時，車廂照明和風(fēng)扇均由該電源供電。此外，該電源還能為車廂的空調(diào)機和開水爐供電。該蓄電池的另一種用途是用于啟動內(nèi)燃機車上的空壓機，以實現(xiàn)柴油機的啟動，用于電力機車上的空壓機啟動，以升起受電弓。
目前，鐵路旅客列車上用的蓄電池主要有鋁酸蓄電池、鎘鎳蓄電池和氫鎳蓄電池。第一種蓄電池使用壽命短，不便維護。第二種蓄電池內(nèi)有鎘，鎘有毒，對環(huán)境有污染。第三種蓄電池的電解液易泄漏，需經(jīng)常維護，使用不便。
本實用新型的目的是提供一種鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池。這種蓄電池不會漏液、漏氣，因此不需維護。
發(fā)明機理鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池的化學(xué)反應(yīng)式為正 極負(fù) 極總反應(yīng)上式中，M代表金屬氧化物，×代表儲氫倍數(shù)。
本實用新型的技術(shù)方案是按下述方式實現(xiàn)的在電池槽上部左右兩側(cè)分別裝有正、負(fù)極電柱、防爆閥位于中部。在每塊集板上都裝有集板耳。在電池槽中裝有多片正極板和負(fù)極板，分別組成正、負(fù)極板組，各并聯(lián)的正負(fù)極板通過極板耳，以一定間隔焊在集電板上，并與正極電柱焊接，引出正極端子，各并聯(lián)的負(fù)極板在另一塊集電板上，并與負(fù)極電柱焊接，引出負(fù)極端子，正、負(fù)極板交錯排列，中間用隔膜隔開，電解液裝在隔膜中。若負(fù)極板為n片，則正極板為n+1片。正、負(fù)極電柱用耐堿的密封墊和螺母壓緊；正、負(fù)集電柱、防爆閥等引出口均用密封膠進行密封。在滑座中的下部放有針閥，針閥上裝有彈簧，彈簧中部防有針，調(diào)節(jié)螺釘裝在滑座上部。調(diào)節(jié)螺釘上部裝有膜片。防護蓋位于調(diào)節(jié)螺釘上部。
以下結(jié)合附圖對本實用新型詳細(xì)描述如下

圖1為鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池的主視圖圖2為鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池的A-A剖視圖圖3為鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池的B-B剖視圖鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池由電池槽1、負(fù)集電柱2、防爆閥3、正集電柱4、螺母5、密封墊6、集電板7、極板耳8、隔膜9、電解液21、正極板10、負(fù)極板11、電池槽蓋12和電池槽13組成。
防爆閥3由滑座14，針閥15，彈簧16，針17、調(diào)節(jié)螺釘18、膜片19和防護蓋20組成。當(dāng)內(nèi)壓超過一定值，如1MPa時，針閥15被推向上，針17的尖端將膜片19刺破，于是防爆閥3中的氣體通過膜片上的破孔，并經(jīng)防爆蓋20上的孔排出。此時，即表示蓄電池已不密封了。防爆蓋20用于保護膜片19。
正極板10由正極活性物質(zhì)與基板組成。正極活性物質(zhì)為氫氧化亞鎳Ni(OH)2。配制時滲進5～10moL％的Co(OH)2和3～5moL％的Cd(OH)2，共同沉淀生成Ni(OH)2。極板用網(wǎng)狀聚氨脂泡沫作為基體材料。壓制正極板時，采用聚四氟乙烯乳液(PTFE)和羧甲基纖維素(CMC)的混合粘結(jié)劑。用量為活性物質(zhì)的8～10％。滲入1～3％的乙炔黑和10～30％的磷狀石墨粉以增強導(dǎo)電性能。將上述物質(zhì)的混合物填充到泡沫鎳基板的兩面。填充時應(yīng)保持活性物分布均勻?？刂莆锪系奶畛涿芏葹?.15～0.25g/cm2。
負(fù)極板11由負(fù)極活性物質(zhì)和基板組成。負(fù)極活性物質(zhì)為富鑭混合稀土的五元合金MLNi3.55Mn0.4AL0.3Co0.75。ML表示富鑭混合稀土。將上述物質(zhì)放在高頻反應(yīng)爐中熔煉成混合稀土貯氫合金。在貯氫合金中加入一種催化合金，使其能在電池的充放電過程中起到催化作用。催化合金的組成為A2-x B1-y Cx Dx。其中A＝Mg，AL，B＝Cu、Zn，C＝Ca、Be，D＝Sn，Bi，0≤X≤1，0≤Y≤0.5。加入量為貯氫合金的熔煉方式的5～10％。催化合金與混合稀土貯氫合金的熔煉方式相同。表面金屬膜為化學(xué)鍍銅和鎳，厚度為幾微米。負(fù)極板的壓制工藝與正極板相同。
電解液21為氫氧化鉀(KOH)溶液，滲以5～15％的氫氧化鋰(LiOH)，稀釋時用去離子水。隔膜的材質(zhì)為尼龍氈。電解液21全部在隔膜9中。不產(chǎn)生流動。
為便于集電和焊接，在每塊極板上都裝有用鍍鎳薄金屬制成的極板耳8。
為擴大容量，在蓄電池中裝有多片正極板10和負(fù)極板11，分別組成正負(fù)極板組。各并聯(lián)的正極板10通過極板耳8，以一定間隔焊在集電板7上，再與正集電柱4焊接，引出正極端子。各并聯(lián)的負(fù)極板11焊在另一塊集電板7上，與負(fù)集電柱2焊接，引出負(fù)極端子。正負(fù)極板交錯排列，中間用隔膜9隔開。若負(fù)極板11為n片，則正極板10為n+1片。
正、負(fù)集電柱4、2用耐堿的密封墊6和螺母5壓緊密封。正負(fù)集電柱4、2、防爆閥3等引出口均用密封膠進行密封。
實施例正極板10的制備將硫酸鎳NiSO4溶解在水中，制成硫酸鎳水溶液NiSO4·6H2O。然后，將硫酸鈷CoSO4添加在所制備的溶液中。將滲有添加劑的硫酸鎳水溶液加熱，并使其為霧狀，噴射到沸騰的NaOH水溶液中，再滲入3～5moL％的氫氧化鎘Cd(OH)2，共同沉淀出Ni(OH)2。保持反應(yīng)介質(zhì)的的PH值在6～7之間。經(jīng)過濾水洗后，在120℃溫度條件下真空干燥。然后，在300℃25MPa壓力下壓實，制成正極板。
負(fù)極板11的制備將經(jīng)過表面金屬鍍膜處理的混合稀土貯氫合金和催化貯氫合金粉末拌合均勻。然后，與占10％的聚四氟乙烯乳液和1％的乙炔黑構(gòu)成的粘合劑，調(diào)成漿料，填充到泡沫鎳基板的兩面，厚度為1mm。在120℃溫度條件下真空干燥，然后，在300℃，25MPa壓力下壓實，制成負(fù)極板。
電池槽用MSB塑料熱壓密封。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1.使用壽命長。
2.密封性能好，不用維護。
3.安全、可靠性好。
4.體積小、重量輕。
5.無污染。
權(quán)利要求1.一種電池槽、正極板、負(fù)極電柱、極板耳、正極電柱、負(fù)極電柱、電解液、注液口，電樁襯套和隔離板組成的鐵路客車用氫鎳蓄電池，其特征在于在鐵路用全密封無維護氫鎳蓄電池中，電池槽左右兩側(cè)分別裝有正、負(fù)極電柱、防爆閥位于中部，在每塊集板上都裝有極板耳；在電池槽中裝有多片正極板和負(fù)極板，分別組成正負(fù)極板組，各并聯(lián)的正極板通過極板耳，以一定間隔焊在集電板上，并與正極電柱焊接，引出正極端子，各并聯(lián)的負(fù)極板焊在另一塊集電板上，并與負(fù)集電柱焊接，引出負(fù)極端子，正負(fù)極板交錯排列，中間用隔膜隔開，電解液裝在隔膜中；若負(fù)極板為n片，則正極板為n+1片；正、負(fù)極電柱用耐堿的密封墊和螺母壓緊密封；正、負(fù)集電柱、防爆閥等引出口均用密封膠進行密封；在滑座中的下部裝有針閥，針閥上裝有彈簧，彈簧中部放有針，調(diào)節(jié)螺釘裝在滑座上部；調(diào)節(jié)螺釘上部裝有膜片，防護蓋位于調(diào)節(jié)螺釘上部。
專利摘要一種由電池槽、正、負(fù)極板、電解液、隔膜和防爆閥組成的鐵路用全密封無維護氫鎳電池。電池槽上部有正、負(fù)極電柱，防爆閥位于中部。集板上有極板耳。電池槽內(nèi)有多片正、負(fù)極板，分別組成正、負(fù)極板組，各并聯(lián)的正極板通過極板耳焊在集電板上，并與正極電柱焊接，引出正極端子。各并聯(lián)的負(fù)極板焊在另一塊集電板上，并與負(fù)極電柱焊接，引出負(fù)極端子，正、負(fù)極板交錯排列，中間用隔膜隔開，電解液裝在隔膜中。
文檔編號H01M2/12GK2240785SQ9422488
公開日1996年11月20日 申請日期1994年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月16日
發(fā)明者楊培良 申請人:楊培良