对某电池的制备工艺的实验剖析

    1 实验
　　在整个工艺过程中，纤维拉拔是一个关键步骤，采用集束法拉拔的制备技术，与熔融
纺丝、机械切削、单丝拉拔等方法比较，具有丝径均匀，易连续生产，成本低等特点。目前已
解决了集束法拉拔过程中多项技术难题，可以生产

6～40μm 不同丝径的镍纤维，以满足不

同性能镍纤维毡要求。镍纤维的剪切是在专用切断机上进行的，根据纤维丝径，可以剪切成
不同的长度规格，具有剪切长度均匀，生产效率高的特点。镍纤维采用气流法铺制成纤维网，
所采用设备为进口铺毡机组，通过调整各种复杂的工艺参数，铺制出的镍纤维网均匀性好
无束纤维、纤维结团等缺陷，单位质量可以根据需要控制。
　　

1.1 镍纤维毡性能检测方法

　　用气泡法测定镍纤维毡孔径尺寸，设备采用

BMP293A 型过滤器渗透性试验仪，称重

法测试孔隙度。
　　

2 结果与讨论

　　镍纤维毡的性能对

MH2Ni 电池性能影响很大，决定着活性物质的载入量和有效利用率。

这些性能包括纤维丝径、镍毡厚度、孔径尺寸、孔隙率，单位质量等。而纤维丝径和单位质量
的大小又是影响孔径尺寸、孔隙度、比表面积等性能的重要因素。
　　

2.1 镍纤维丝径对镍毡性能的影响

　　分别取丝径为

10μm、20μm、30μm、40μm 的纤维配制成毡，在单位质量 400g/m2 的条件

下，性能检测结果如表

1 所示。

　　可见，纤维丝径是影响镍纤维毡孔径的一个重要因素，随着纤维丝径变大，镍毡孔径
变大，对于单位质量为

400g/m2 的镍毡而言，采用 10μm 的镍纤维铺制镍毡，在一定厚度

时，其孔径约为

120μm，当采用 40μm 镍纤维时，其孔径达到 700μm。

　　纤维丝径对镍毡的比表面积有重要影响，随着纤维丝径变大，比表面积逐渐变小，但
纤维丝径在

20μm 以下时，图中曲线变化较陡，当纤维丝径大于 20μm 时，曲线变化趋于平

缓。
　　纤维丝径对镍毡孔隙率影响不大，采用

10～40μm 丝径的纤维，其孔隙率均可达到

94.9～96.8 的水平。
　　

2.2 单位质量对镍纤维毡性能的影响

　　分别配制成单位质量为

300g/m2、400g/m2、500g/m2、600g/m2 的镍纤维毡，采用 20μm

丝径的纤维，检测毡的性能如表

2 所示，其曲线变化如图 4、5、6 所示。

　　可见，单位质量对镍毡孔径尺寸有一定影响，随着单位质量增加，孔径尺寸变小，但
其对孔径尺寸的影响程度远远没有丝径变化影响大。和丝径尺寸一样，单位质量对孔隙率也
没有大的影响，当单位质量在

300～600g/m2 范围内，孔隙率基本稳定在 94.8～95.8。

　　随着单位质量的增加，镍毡的比表面积呈下降趋势，但下降的程度也没有丝径变化影
响大。
　　

2.3 镍纤维毡的机械性能

　　配制好的镍纤维毡一般要进行高温烧结，使其具有高的抗拉强度和柔韧性能。
　　在孔径尺寸、孔隙率等性能满足要求的前提下，在卷绕过程中不拉断，不变形。烧结纤
维毡中的纤维之间互相搭结，每根纤维与若干根纤维焊接在一起，搭结点呈微熔状态，整
个纤维毡形成一个完整的导电网络，具有优良的电性能，比电阻值低于

25mΩ，与活性物

质结合牢固，不易脱落、掉渣。镍纤维毡烧结试验分别在氢气和氩气两种气氛中进行的，温
度选择范围

1000～1300

℃，测试抗拉强度达到 5～8MPa。

　　

2.4 镍纤维毡性能指标