CN1091553A - 电池电极的基质及其制造方法 - Google Patents

Abstract

用于制造电池电极的三维基质材料，由一个选自 网状金属泡沫材料、导电纤维和金属粉压制品的组合 的热压结填质材料，和一个由聚合物网状材料、韧性 金属屏网或金属纤维做成的疏松覆盖层，粘到填质材 料的至少一个表面上，在卷绕经化学注入的基质材料 过程中，保持热压结填质材料基本上在填质材料表面 的平面表面范围内。

Description

本发明涉及改进的三维电池电极的基质材料，尤其涉及镍电极基质，其提供了改进的活性基质注入及在电极填质中的保持，并加强其机械强度及电池结构的完整性，降低在电池生产出来以后电极层间的短接，提高了电池生产效率。

当前，可充电电池的电极基质可由许多不同种类的网状金属泡沫材料或海绵状金属材料、金属纤维和金属粉末压制品制造。具体地说，镍电池的三维电极（金属纤维），是用一种由镍纤维和镍粉末（如羰基镍粉）组成的粘结型导电疏松材料，主要经过一个热压结工序制造的。一般地，在制造出的镍电池电极中，镍纤维占其重量的75%-90%，镍粉末占重量的10%-25%。日本专利公开63-12473说明了这种电池电极的一个例子。它揭示了一种含有长镍纤维和镍粉的粘结型镍电池电极。其中的镍纤维和镍粉末是一种疏松材料，具有孔穴或空隙，其平均直径约为60微米。在将纤维和粉末疏松材料热压结以后，将诸如镍和镉氢氧化物的活性化合物加入或填到疏松材料中，以通过化学反应产生电池电极的电能。可以用多种不同的技术将活性化合物填或加到纤维基质或填质中，包括化学的或电化学的转换，以及机械注入高粘度活性材料或化合物的糊状液。

由于对较大容量电极的需求增加，现有技术中的三维电池材料或基质，特别是现有技术的疏松填质或结构，由于含有热压结的长镍纤维和镍粉，在纤维状基质中的镍粉会阻止活性化合物进入纤维填质中的可能的填入区，因此发现这种结构的有效性降低。于是根据现有技术，网状金属泡沫材料，金属纤维和金属粉末压制品所呈现的多孔性限制了活性化学物质或化合物向填质中心的渗透度，因而限制了可能填入基质的活性化合物总量，使电极的效率降低。

现有技术中三维电极基质结构的另一个缺点是，其金属纤维填质由长度超过大约1/4或1/2英寸的纤维组成。这个长度是为了将活性化合物分布到整个纤维填质中去，以提供一个含有预定重量的纤维材料的完整的纤维填质。此外也发现相继地对这些金属纤维填质，金属泡沫材料和金属粉末压制品进行处理，以及将电极材料分层的过程，造成电极材料缺乏足够的抗拉强度和延展性。因此，明显降低了材料的生产效率，材料可能需要呈螺旋状绕入电池，以便插入已制成的电极组件。

此外，这样的现有技术的三维螺旋绕制电极材料具有大量纤维端头，它们是由螺旋绕制表面或已制成电极组件的表面来的，并导致了弯曲的脆性。因此使电极处理过程中折断的数量明显增加。此外，这些松动的纤维端头及折断的纤维从螺旋绕制电极表面伸出，通常会大量穿入间隔材料，导致已经制成的电池的电极之间的短接。

本发明的一个目的是提供一种改进的三维电极基质，它明显地改善电极活性材料的填入和保持。

本发明的另一个目的提供一种改进的三维电池电极基质，它增加表面面积，柔韧性，延展性，灵活性和抗拉强度，提供一种特别适用于电池生产的标称电极基质材料。

本发明仍有一个目的是提供一种改进的电池电极基质，它具有高机械强度和整体性，并具有在电池生产和使用中抗机械折断和损坏的表面。

本发明的又一个目的是提供一种改进的大容量电池电极基质，一种合成材料电极基质表面粘附有提供了加强的活性化学基质材料的填入以及在电极的填质或基质中的保持。

本发明还有一个目的是提供一种改进的装入电池的电极，它具有有助于使间隔材料的厚度减少的表面条件，从而使电池设计成最大电池容量。

本发明的另一个目的是提供一种改进的三维电极基质，它具有一个疏松的覆盖层或粘接装置，直接紧密连到电极的基质，使活性物质可以化学填入的方式进入到基质，并防止在螺旋绕制和电池生产过程中发生机械性折断和损坏。这是通过将电极基质中的金属泡沫材料和金属纤维保持住，使之不能大量侵入电极基质平面或表面达到的。

本发明的另一目的是提供一种提高电极材料生产能力的途径。这种材料用于螺旋绕制电极组件。

本发明的另一个目的是提供一个生产电池电极基质材料的改进的方法，这些材料具有高活性化学基质材料填入和保持在基质中的特征。

根据本发明，一种三维电极基质或填质材料，例如一种现有技术的镍电池电极，提供一种导电的疏松镍纤维填质，它可接受填入纤维填质孔隙中的活性化学物质。这些现有技术中的长镍纤维材料是由长约1/4到1/2英寸的镍纤维组成的。在这种镍电池电极的总重量中，这种长镍纤维最好占到70%-90%。

已经发现，采用一种将合成的或聚合网状材料，或树脂外层或网膜，或疏松树脂纤维加到镍纤维一镍粉末填质上，根据现有技术，形成一种更疏松的电极结构，它具有更高的活性化学材料的填入和保持性能。直接用合成网状物，疏松树脂外层，或疏松树脂纤维加到热压结的现有技术镍纤维-镍粉末基质材料上可用不同的方法制造。包括采用一种合成网状材料，将材料与镍电极填质结构用热压的方法使其贴在一起。合成网或网膜纤维是一种树脂纤维，它最好提供一个疏松的抗化学作用的表面，它与制成的电极电池中，所用的电解液系统相容。疏松的树脂外层也可用于电极基质材料，采用热熔喷涂，水淤浆，常规的空气和湿层选，流化床，静电，预制纤维的蒸汽压制，预制纤维的热层压。树脂纤维，网膜，或外层可以粘着到金属性基质结构的一侧或两侧表面，做为电极或化学电池活性材料的载体。

本发明的另一个实施例中，一个很小直径的金属纤维层可以粘合到现有技术的三维电池电极基质的一个或多个外表面。在将多层细纤维直接加到三维电极基质以后，这个多层的基质被经过热压结，然后在填入化学活性材料之前，再经过压制和热压结。增加多层细纤维网，使提供一个网格结构，增大了表面积，并且为底下的电极基质上提供了一个热压结粘合的表面层。这个小直径的表面纤维层可用于三维电池电极的表面，通过常规的空气或湿层压，水淤浆和滚压外层技术等用本发明中谈到的技术来制作。制出的多层电池电极基质提供了一种电极结构，它具有高的填入和保持电极活性材料的特性。此外，这种改进的电极基质，具有用细纤维做成的多层外层，提供一种基质表面效应，它明显地降低原电池的短路，并且延长充电电池寿命周期。这是由于电极经过化学物质填入，并被卷或螺旋缠绕，以完成电极电池装配以后从电极表面伸出的金属化纤维端头数量大大降低。

本发明再有的一个实施例中，可以将挠性细网金属屏粘合到长镍纤维-镍粉基质的至少一个表面上，以便在电极经过化学物质填入，并卷入或螺旋缠绕以完成电极电池装配以后，大大降低从电极表面伸出的金属纤维端头数量。

三维电池电极基质通常是指一个标准尺寸的电极前表面中具有比一个平面电极更扩展的电化学结构或活动性。这种热压结三维电池电极基质最好是导电纤维或金属纤维填质材料。但是，在本发明的范围内，该热压结金属填质材料可能是网状金属泡沫材料或金属粉末压制品。

最先进的平面电极填质是由金属屏网或锻造的金属线或细丝组成的网构成。通常是非常有韧性的，它们能卷或弯成小直径的螺旋状柱体，而不会折断填质的细丝。三维电极填质的结构通常由非锻制金属丝制造，由热压结或电镀型工序加工制造的。这种电极结构在卷式弯成小直径螺旋状圆柱体时韧性较小，并且表现出一定程度的脆性，在弯曲时有一些填质成分会折断。三维电极填质的成分的弱韧性在它们从已制成的电极电池的表面伸出时，是引起短接的主要原因。

同样在本发明中，疏松覆盖层粘到三维电极的至少一个表面上，提供了一个填入的电池电极结构，它比未加有覆层的三维电极具有更高的导电性和更低的电阻性。这使本发明的电极材料可用于螺旋绕制电极电池，以及平面或盘式电池，可以用平面或盘式电池堆积成制成的电池组件。尽管这种平面的或钮扣电池可以成形堆积成一个最终的电池组件，作为非平面弧形板，在这个意义上说，它们在本发明中基本上被看作为平面形。

本发明中，希望用疏松覆盖层粘合到三维电极的上和下表面，以提供一个层状或夹心式结构。因此，本发明要求适当地排列和处理螺旋绕制的化学填入填质材料，只有绕制电池外部表面需要粘贴一个疏松覆盖层，以大幅度减少导电的或金属的纤维端头的数量。这些端头是由整个电极的外部或平面表面伸出的。

通过以下对于附图的详细解释将使前面的叙述以及本发明的其他特性、目的、特点和优点更为明确：

图1是显示按现有技术制造镍电池填质或基质的步骤的示意图;

图2是示出按本发明的一个实施例制造粘贴到镍电池填质或基质的合成网状物的步骤的示意图;

图3是一个根据图2进行制造的粘贴到镍电池基质的合成网的放大示意顶视平面图;

图4是一个沿图3中线4-4的剖面图;

图5是根据本发明的另一个实施例制造粘贴到镍电池基质的细纤维多层膜的表面的示意图;

图6是一个根据图5制造的粘贴到镍电池基质的一个表面上的多层细纤维膜的放大顶视示意图;

图7是沿图6中7-7线的剖视图;

图8是本发明另一个实施例的粘到镍电池基质的至少一个表面上的金属丝屏膜的放大的顶视平面示意图;

图9是沿图8中9-9线的剖视图。

现在参看这些图，其中在这些图中的同一数码表示同样的或相似的部件，技术上已知一个纤维镍电池填质、基质或材料10是用常规设备和技术生产的。过去，这种镍纤维填质材料已用作纤维填质材料，来准备镍电池电极。此时，填质材料经压延和压制成型，以将镍粉做为一种糊或填入材料注入到纤维填质中。

与这种现有技术相应，现有技术中已使用70%-90%重量的镍纤维材料和30%-10%重量的镍粉末，作为糊或填入材料，以提供一个常规的纤维填质或基质材料。它们在低气压下经过热压结。优先选用的材料含80%重量的长镍纤维及20%重量的镍粉。通常这种材料最后的重量为每平方英寸重0.45克。这种材料将提供每平方英寸纤维填质重0.36克，外面覆以每平方英寸0.09克的镍粉，如技术上所知。镍纤维为长度0.25-0.5英寸的长纤维，镍纤维为标准的25微米直径纤维。

参见图1，这是一张示意图，给出按现有技术制造一个镍纤维一镍粉末填质或基质10的步骤。长镍纤维材料12被送入一个压延机13，并压制。以接受从滚压覆层设备15加入的填入材料、镍粉和/或氧化镍粉14。滚压设备15包括漏斗16和滚筒17。填入材料14附着在压延和压制的纤维材料上，并经滚筒17滚压成均匀厚度，将填入材料14挤压到纤维填质中，以使纤维填质接受填入材料。镍电池填质或基质10形成后，被送经一个热压结炉18，然后被绕到一个接收盘19上，贮存起来以备按本发明的技术制造电池电极基质。

按本发明，一个合成或聚合的网状材料或疏松材料覆层装置20，可以被粘贴在镍纤维-镍粉填质10的至少一个表面上，以提供一个疏松电极结构，能增加化学活性材料的填入和保持特性、并且可明显减少在电极经过化学注入并经滚式螺旋绕制成一个完整的电池组件以后，从电极表面伸出的金属纤维端头的数量。实施本发明的合适的和或尼龙网材料可以是聚脂，聚烯烃，聚酰胺或其他合成材料。适用本发明的商业材料都注以商标SHARNET^TM字样。它是由应用热压技术公司生产和销售的一种粘性网膜。

图2示出将一个树脂或聚合材料外覆到热压结镍纤维一镍粉基质材料的表面的处理过程。如图2所示，热压绕制的镍纤维一镍粉基质10绕卷到一个接收盘19上，该盘装在一个放线架21上，用以供到一个层压站22。这个层压站22由一个上部聚脂外包带设备23和一个下部聚脂带设备24组成，用来引导被热压结的镍纤维-镍粉基质10，在热压滚25之间传动，将树脂或聚合粘网膜或网状材料20粘到镍纤维-镍粉基质10上面，下面将有详述。

最好是聚合的或合成的网或网状材料20贴到镍纤维-镍粉基质10的两个表面上。相应地，带有树脂网状物、网或网状膜20的接收盘也安装在放线架21上，以便将树脂网状物或网20送到基质10的上和下表面。希望在网状材料20和下部聚四氟乙烯外包带24之间，以及热压轴25之间有一个分隔衬垫29，在网状材料20和上面的聚四氟乙烯带23之间以及垫压滚25之间同时也用了一个分隔衬垫29，以防止聚合材料在热压滚和带子上累积。

制成的聚脂外包的镍纤维-镍粉基质材料28的示意图见图3。聚脂外包的镍纤维-镍粉基质的外覆层或表面包括一个在基质10外表面的聚脂或网状材料20，基质的内部由长镍纤维12和镍粉14组成。在将聚合物或网状材料20加热后，并粘到基质10的外表面，使得到一个非均匀空间隙的外层，电池生产时活性化学材料可以由此被填入聚合物外层的镍纤维-镍粉基质中去，以完成电池的装配。此外，还发现镍纤维-镍粉基质在用聚合物网外层的时候，如上所述，提供了一个基质表面效应，使得在电极经过化学填入并卷或旋绕后，完成整个电池组件之后，从电极的表面伸出来的金属纤维端头的数量明显减少，从而大大降低了原电池的短接，使可充电原电池的寿命周期加长。

合成的网，网状物或网状纤维20是一种聚合物纤维，它们可以提供一个疏松的抗化学作用的表面，以与电解液系统相容，完成整个电极电池的制造。尽管在图中没有表示出来，合成材料网状结构纤维20可以用热熔液喷涂，水淤浆，常规的空气和湿层选，蒸汽压制预制纤维以及预制纤维的热层压等方法，将合成材料网和网状结构20覆到镍纤维-镍粉基质10上面。

本发明的另一个实施例示于图5、6和7，它们总的给出了用由细直径金属镍纤维30组成的疏松覆层，覆和粘到三维热压结镍纤维-镍粉基质10的至少一个或多个外表面。如图5所示，这个处理过程包括从接收盘19展开热压结镍纤维-镍粉基质10，并将基质对准去接收细直径镍纤维30。后者是由一个上表面覆盖设备31提供。覆盖设备31由喷覆设备32和贮槽33组成。细直径镍纤维30的直径可在5-18微米范围，并希望标准直径大约为10微米。细的镍覆盖纤维直径与在镍粉基质10中含有的镍纤维相比较，后者的镍纤维的标准直径约为25微米。在表面覆以一层或多层细直径镍纤维30，提供了在镍纤维-镍粉基质10的上面的多层纤维膜或表面30A，然后送经一个干燥箱34，再经过热压结炉35。在热压结炉中，细直径镍纤维的多层膜被粘在较大直径的镍纤维一镍粉基质10上，提供一个具有覆盖膜的基质28A′，在进行活性化学物质注入之前，在三维电极基质的上表面有一个多层细纤维表面30A。在图5的实施例中，在基质10的上和下表面都覆有一个多层纤维膜或表面。至此，从热压结炉35出来的是上表面有覆盖膜的基质28A′。然后它被送到一个适当的网膜翻转装置36，将基质28A′的上面翻到下面，然后将翻过面的基质28A′送到一个下面表面覆盖膜设备31′，它包括贮料槽33′，干燥箱34′，热压结炉35′，压延机滚37和热压结炉38，它们提供镍纤维-镍粉基质10的多层纤维膜或表面30A及下表面，从而提供一个有覆盖的基质28A，它被绕在一个接收盘19上。对于只要求基质10的上表面覆有细直径镍纤维膜30的应用，从上表面覆膜机31的热压结炉35出来的带覆膜的基质28A′，可直接送到压延滚37，热压结炉38，并绕在一个接收盘上。

例如，已发现一个以水为本体的稀浆，含25%重量的浆，通常可通过覆膜机32向基质10上面喷出标称10微米直径的镍纤维。例如，在基质的上表面和下表面都覆有细直径镍纤维的疏松层，得到一个在每个表面都有25克/米²的表面覆膜。表面覆膜的重量比例可以在10至60克/米²。

如图6所示覆膜基质28A的顶视示意图中，覆盖上、下表面层30A中包含细直径镍纤维30，而所覆盖的镍纤维-镍粉基质10的内部包含大直径长镍纤维12。

同样，图7是沿图6的7-7线剖视图，表示由细纤维30形成的多层覆盖30A，粘在镍纤维-镍粉基质10的表面。所得到的多层电池电极填质提供了一个电极结构，它具有高的注入和保持电极活性材料的特性。此外，细直径纤维30形成的多覆盖层30A提供了一个基质表面效应，它可显著降低原电池短接，并且由于电极经过化学注入和卷绕，并完成整个电池组件后，会从电极的表面伸出来的金属纤维端头的数量大量减少而延长可充电原电池寿命周期。在镍纤维-镍粉基质10上的细直径镍纤维30覆盖层，以及后面的压延和热压诸工序，电极基质形成为具有特定密度、厚度、疏松度和重量的非织金属纤维，这正是电极制造厂所需要的。层式金属表面覆盖膜增加了电极的导电性，降低了电阻性，并且使采用多层细纤维膜粘到三维镍纤维-镍粉基质的可充电电池的电容量提高大约2-5%。

在图8、9中所示的是本发明的另一个实施例。一个韧性的细网状金属屏网40可以直接粘到镍纤维一镍粉基质10的至少一个表面上，形成一个电极结构28B。该金属屏网40最好有大约40个网格，并且由镍、镀镍的钢或不锈钢组成。该屏网用钎接或点焊或热压结构办法粘到镍纤维-镍粉基质的至少一个表面上，以提供一个夹心式基质结构，可以经化学注入，并经螺旋缠绕以做成整个的电极组件，屏网40可以防止和大量减少在电极经过化学注入和卷绕并完成整个电池组件以后，从电极表面伸出的金属纤维端头数量。

本发明也包括疏松的覆层粘到三维电极的至少一个表面上，提供了一个有注入的电池电极结构，它比无覆盖层的三维电极有高的导电性和低的电阻性，这使本发明的电极材料可以用于螺旋绕制电极电池，也可以用于平面的或盘式电池，后者可以堆积成整个的电池组件。尽管这种平面或钮扣电池可以重新排列或堆在一个最后完成的电池组件中，做为非平面弧形板，从这个意义上说，在本发明中，认为它们基本上是平面的。

表1

如表Ⅰ所示，树脂网粘到一个三维热压结镍纤维-镍粉基质的表面，得到容量为314安培时。当三维基质材料覆盖以多层细镍纤维膜以后，得到容量为326安培时。作为比较，如选热压结镍纤维-镍粉基质作为电极材料，所具有的每小时安培容量为286。如果与由镍粉热压结到一个金属网结构的平面电极相比，后者只有210。

此外，如果与具有每小时550毫安培输出的镍-镉AA电池相比，热压结镍纤维-镍粉基质的输出是700，树脂网贴膜的镍纤维-镍粉基质的输出为770，多层细纤维粘到三维镍纤维-镍粉基质的输出为790。此外，对具有1000毫安培/小时的输出的镍金属氢化物AA电池做相似比较，三维镍纤维-镍粉基质具有1272毫安培输出，树脂粘到三维基质具有1400毫安培输出，多层纤维粘到三维镍纤维-镍粉基质具有1436毫安培输出。相应地，一个疏松覆层置于三维镍纤维-镍粉基质的至少一个表面，使输出明显增大，并且使注入化学活性材料到基质得到显著改善。

此外，根据本发明处理和覆层的结构使得由于短接造成的制造损坏问题少于0.5%。这个可以与根据现有技术的三维镍纤维-镍粉基质是螺旋绕制到一个电极电池中去的相比较，后者因短接问题的制造损坏为10%。因此，由于本发明提供的新型结构，利用和保持更多的活性物质或氢氧化镍，可保持更多活性材料，大约在所得到的电池组件中可有10-12%的改进活性材料的好处。因此，大大提高了电极电池的输出。

Claims (52)

1、一种用以制造电池电极的三维基质材料，包括：

一种热压结填质材料，选自网状金属泡沫材料、导电纤维及金属粉压制品的组合，以及

一种疏松覆盖层，粘到所述填质材料的至少一个表面，以保持在卷绕化学注入的填质材料时所述的热压结填质材料基本上都在所述填质材料的所述至少一个表面的平面表面中。

2、根据权利要求1的三维基质材料，其中所述疏松材料覆盖层是一种聚合物网状材料。

3、根据权利要求2的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料选自聚脂、聚烯烃和聚酰胺的组合。

4、根据权利要求2的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料为尼龙。

5、根据权利要求1的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是由直径为大约5-18微米的镍纤维制成的。

6、根据权利要求5的三维基质材料，其中所述镍纤维直径约为10微米。

7、根据权利要求1的三维基质材料，其中所述热压结填质材料是由导电金属纤维制成的。

8、根据权利要求7的三维基质材料，其中所述的导电金属纤维是由70-90%重量的镍纤维及30-10%重量的镍粉组成。

9、根据权利要求7的三维基质材料，其中所述的导电金属纤维是由80%重量的镍纤维和20%重量的镍粉组成。

10、根据权利要求8的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是一种聚合物网状材料。

11、根据权利要求10的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料选自聚脂、聚烯烃和聚酰胺的组合。

12、根据权利要求10的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料是尼龙。

13、根据权利要求8的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是由直径为大约5-18微米的镍纤维组成。

14、根据权利要求13的三维基质材料，其中所述粘到至少一个表面的疏松覆盖层的镍纤维覆盖层重量为10-60克/米²。

15、根据权利要求14的三维基质材料，其中所述的镍纤维覆盖重量约为25克/米²。

16、根据权利要求1的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是一个韧性的金属屏网。

17、根据权利要求16的三维基质材料，其中所述的韧性金属屏网是一个有40个网格的屏网。

18、根据权利要求16的三维基质材料，其中所述的韧性金属屏选自镍、镀镍钢和不锈钢的组合。

19、用以大量制造平面电池电极的三维基质材料，包括：

一种热压结填质材料，选自网状金属泡沫材料、导电纤维和金属粉末压制品的组合，以及

一种疏松覆盖层，粘到所述填质材料的至少一个表面，以保持所述的热压结填质材料在所述的化学注入后的填质材料片被组装到电池电极组的时候，基本上都在所述填质材料的至少一个表面的平面表面的范围内。

20、根据权利要求19的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是一种聚合物网状材料。

21、根据权利要求20的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料选自聚脂、聚烯烃和聚酰胺的组合。

22、根据权利要求20的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料为尼龙。

23、根据权利要求19的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是由直径为大约5-10微米的镍纤维组成的。

24、根据权利要求23的三维基质材料，其中所述镍纤维的直径约为10微米。

25、根据权利要求19的三维基质材料，其中所述热压结填质材料是由导电金属纤维制成的。

26、根据权利要求25的三维基质材料，其中所述导电金属纤维是由70-90%重量的镍纤维和30-10%重量的镍粉组成的。

27、根据权利要求25的三维基质材料，其中所述导电金属纤维是由80%重量的镍纤维和20%重量的镍粉组成的。

28、根据权利要求26的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是一种聚合物网状材料。

29、根据权利要求28的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料选自聚脂、聚烯烃和聚酰胺的组合。

30、根据权利要求18的三维基质材料，其中所述聚合物网状材料是尼龙。

31、根据权利要求26的三维基质材料，其中所述疏松覆盖层是由直径约为大约5-18微米的镍纤维组成的。

32、根据权利要求31的三维基质材料，其中所述粘到至少一个表面上的疏松覆盖层的镍纤维覆盖层重量为10-60克/米²。

33、根据权利要求32的三维基质材料，其中所述镍纤维覆盖层重量为大约25克/米²。

34、根据权利要求19的三维基质材料，其中所述的疏松覆盖层是一个韧性金属屏网。

35、根据权利要求34的三维基质材料，其中所述韧性金属屏网有40个网格。

36、根据权利要求34的三维基质材料，其中所述韧性金属屏网选自镍、镀镍钢和不锈钢的组合。

37、生产用于制造电池电极的三维基质材料的方法包括以下步骤：

提供一个热压结填质材料，选自网状金属泡沫材料、导电纤维及金属粉压制品的组合，所述填质材料具有至少一个上表面和一个下表面，以及

将一个疏松覆盖层粘到所述热压结填质材料的至少一个表面上，保持所述热压结填质材料基本上在所述填质材料的所述至少一个表面的平面表面范围内。

38、根据权利要求37的方法，其中所述疏松覆盖层是一种聚合物网状材料。

39、根据权利要求38的方法，包括使加有覆盖层的填质材料经热和压力处理，通过推进所述加有覆盖层的基质材料经过加热的压力滚筒，将所述覆盖层加到所述填质材料上。

40、根据权利要求38的方法，其中所述聚合物网状材料选自聚脂、聚烯烃和聚酰胺的组合。

41、根据权利要求38的方法，其中所述聚合物网状材料为尼龙。

42、根据权利要求37的方法，其中所述疏松覆盖层是由直径约为5-18微米的镍纤维组成的。

43、根据权利要求42的方法，其中所述将疏松覆盖层粘到所述热压结填质材料上的过程包括喷涂含有所述镍纤维的液态混合物到所述填质材料的所述一个表面上。

44、根据权利要求42的方法，包括将所述覆层填质材料推进经过成型滚筒加压，然后将所述加有覆盖层的填质材料进行热压结，达到使所述加有覆盖层的填质材料成型。

45、根据权利要求37的方法，其中所述疏松加覆盖的层包括一个韧性网状金属屏网，并包括将所述金属屏网粘到所述填质材料的至少一个表面上。

46、根据权利要求45的方法，其中所述金属屏网是用钎接的方法粘到所述填质材料的所述表面上的。

47、根据权利要求45的方法，其中所述金属屏网是用点焊的方法将其粘到所述填质材料的所述表面上。

48、根据权利要求45的方法，其中所述屏网是用热压结的办法将其粘到所述金属填质材料的所述表面上的。

49、一种用于制造一个用以制造电池电极的三维基质材料的方法，包括如下步骤：

提供一个热压结填质材料，选自网状金属泡沫材料、导电纤维和金属粉压制品的组合，所述填质材料具有至少一个上表面和一个下表面，以及

将一个疏松覆盖层加到所述热压结填质材料的至少一个表面上，形成一个带有覆盖层的填质材料，以及

将所述带覆盖层的填质材料经热和压力处理，使所述覆盖层粘到所述填质材料上，以达到紧密接触，

所述疏松覆盖层允许活性材料化学注入到所述填质材料中，并且在卷绕经化学注入的填质材料过程中保持所述热压结填质材料基本上在所述填质材料的所述一个表面的平面表面范围之内。

50、根据权利要求49的方法，其中所述疏松覆盖层是一个聚合物网状材料，选自聚脂、聚烯烃或聚酰胺的组合。

51、根据权利要求49的方法，其中所述疏松覆盖层是由直径为大约5-10微米的镍纤维组成的。

52、根据权利要求49的方法，其中所述疏松覆盖层是由韧性网状金属屏网组成，并且包括将所述金属屏网粘到所述填质材料的至少一个表面上。

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