鎳氫電池及制備方法技術

本發明專利技術公開了一種鎳氫電池及制備方法。本發明專利技術的鎳氫電池包括正極和負極；所述正極包括正極基體和負載于所述正極基體上的正極材料，所述負極包括負極基體和負載于所述負極基體上的負極材料；所述正極材料包括含鎳物質、金屬氧化物、羥基氧化鈷和正極粘結劑；所述含鎳物質包括覆鈷球形氫氧化鎳和氫氧化鎳，所述金屬氧化物選自鋅氧化物、鈦氧化物和釔氧化物中的一種或多種；所述負極材料包括La

【技術實現步驟摘要】
鎳氫電池及制備方法


[0001]本專利技術涉及一種鎳氫電池及制備方法。

技術介紹

[0002]鎳氫(Ni
?
MH)電池是一種新型綠色電池，具有高能量，長壽命，無污染等特點，而受到人們的廣泛關注。
[0003]CN115189041A公開了一種低溫鎳氫電池，包括正極、負極和電解液。正極包括基體泡沫鎳、活性物質覆鈷球形氫氧化鎳、導電劑石墨烯、粘合劑羧甲基纖維素鈉和添加劑氧化鐿和氧化鑭。負極包括基體銅網、活性物質儲氫合金、導電劑石墨烯、粘合劑聚四氟乙烯乳液和添加劑氧化銅。電解液包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、羧甲基纖維素。該鎳氫電池的荷電保持率較低。
[0004]CN101299469A公開了一種鎳氫低自放電電池，包括正極、負極、電解液和電池隔膜。正極采用氫氧化鎳活性物質填充在發泡鎳基體上的方式形成氫氧化鎳電極，通過化學鍍或氧化方法在普通球形氫氧化鎳顆粒表面微包覆一層Co
3+
，Co
3+
的含量為顆粒總重的3～5％，形成具有特殊性能的氫氧化鎳顆粒，同時通過機械混合法在氫氧化鎳電極里添加鈣、錳、餌、釔、鐿、鎢的氧化物、氟化物、硫化物或硫酸鹽中的至少一種作為添加劑、添加劑含量為氫氧化鎳總重量的0.1％～10％。負極采用Mg基超晶格合金粉，并添加C改性物、導電劑中的一種或幾種，采用羥丙基甲基纖維素、聚四氟乙烯乳液、羧基丁苯膠乳中的一種或幾種組成特殊粘結劑。該鎳氫電池的負極采用Mg基超晶格合金粉，其在制備的過程中容易燃爆，引起安全隱患。

技術實現思路
<br/>[0005]有鑒于此，本專利技術的一個目的在于提供一種鎳氫電池。該鎳氫電池具有較高的電荷保持率。進一步地，該鎳氫電池具有較高的放電容量。
[0006]本專利技術的另一個目的在于提供一種鎳氫電池的制備方法。該制備方法能夠提高鎳氫電池的電荷保持率。
[0007]上述技術目的通過如下技術方案實現。
[0008]一方面，本專利技術提供了一種鎳氫電池，包括正極和負極；所述正極包括正極基體和負載于所述正極基體上的正極材料，所述負極包括負極基體和負載于所述負極基體上的負極材料；
[0009]所述正極材料包括含鎳物質、金屬氧化物、羥基氧化鈷和正極粘結劑；所述含鎳物質包括覆鈷球形氫氧化鎳和氫氧化鎳，所述金屬氧化物選自鋅氧化物、鈦氧化物和釔氧化物中的一種或多種；
[0010]所述負極材料包括La
?
Y
?
Ni系儲氫合金、導電劑、負極粘結劑和釔氧化物。
[0011]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，所述La
?
Y
?
Ni系儲氫合金具有如下所述的組成：
[0012]RE
x
Y
y
Ni
d
Mn
a
Al
b
M
c
[0013]其中，RE選自La、Ce、Pr、Nd中的一種或多種，且必須含有La；M選自Co、Cu、Fe、B中的一種或多種；
[0014]其中，0.5≤x≤0.8，x+y＝2，0.2≤a≤0.6，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.3，7.2≤a+b+c+d≤7.7；x、y、a、b、c、d分別表示各元素的摩爾份數。
[0015]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，正極基體為泡沫鎳，負極基體為鍍鎳鋼帶，正極粘結劑選自羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯或丁苯橡膠中的一種或多種，負極粘結劑選自聚四氟乙烯、丁苯橡膠或羧甲基纖維素鈉中的一種或多種，導電劑選自炭黑、乙炔黑或石墨烯中的一種或多種。
[0016]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，含鎳物質的用量為90～97重量份，金屬氧化物的用量為1.5～4重量份，羥基氧化鈷的用量為3～5重量份，正極粘結劑的用量為2～7重量份；以含鎳物質為基準，覆鈷球形氫氧化鎳的含量為65～85wt％，氫氧化鎳的含量為15～30wt％；
[0017]La
?
Y
?
Ni系儲氫合金的用量為85～94重量份，導電劑的用量為0.2～0.9重量份，負極粘結劑的用量為8～14重量份，釔氧化物的用量為0.2～1.0重量份；
[0018]所述La
?
Y
?
Ni系儲氫合金以粉末的形式使用，至少一部分導電劑包覆在所述La
?
Y
?
Ni系儲氫合金粉末的表面。
[0019]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，在所述正極的表面形成含第一電解質的正極膠層以得到膠浸正極；其中，所述正極膠層主要由聚四氟乙烯或丁苯橡膠形成，第一電解質由重量比為6～12:19～25:3.5～7.5的氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰組成。
[0020]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，在所述負極的表面形成含第二電解質的負極膠層以得到膠浸負極；其中，所述負極膠層主要由聚四氟乙烯或丁苯橡膠形成，第二電解質由重量比為6～12:19～25:3.5～7.5的氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰組成。
[0021]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，所述鎳氫電池還包括含第三電解質的電解液，第三電解質由重量比為6～12:19～25:3.5～7.5的氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰組成。
[0022]根據本專利技術的鎳氫電池，優選地，所述鎳氫電池中還包括隔膜和外殼；
[0023]所述隔膜位于所述膠浸負極和所述膠浸正極之間，所述隔膜選自磺化隔膜、氟化隔膜或接枝隔膜中的一種或多種；
[0024]所述膠浸正極、膠浸負極、隔膜和電解液位于所述外殼內。
[0025]另一方面，本專利技術提供一種鎳氫電池的制備方法，包括如下步驟：
[0026](1)提供包括含鎳物質、金屬氧化物、羥基氧化鈷和正極粘結劑的正極材料，將正極材料涂覆在正極基體上，得到涂覆后正極基體；將涂覆后正極基體進行軟化和修邊，得到正極；將正極浸泡在含第一電解質的電解液中，然后浸于膠乳中，干燥后得到膠浸正極；
[0027]其中，所述含鎳物質包括覆鈷球形氫氧化鎳和氫氧化鎳，所述金屬氧化物選自鋅氧化物、鈦氧化物和釔氧化物中的一種或多種；
[0028](2)將負極材料漿液涂覆在負極基體上，得到涂覆后負極基體，將涂覆后負極基體進行軟化和修邊處理，得到負極；將負極浸泡在含第二電解質的電解液中，然后浸于膠乳中，干燥后得到膠浸負極；
[0029]其中，負極材料漿液包括負極材料和水；負極材料包括La
?
Y
?
Ni系儲氫合金、導電劑、負極粘結劑和釔氧化物；
[0030](3)將隔膜置于膠浸正極和膠浸負極之間，然后卷繞成極組；將極組置于外殼中，得到第一預制品；
[0031](4)將含第三電解質的電解液加入第一預制品中，得到第二預制品；
[0032](5)將第二預制品預充電，得到第三預制品；
[0033](6)將第三預制品焊接蓋帽，將蓋帽按壓入外殼內，得到第四預制品；將第四預制品加熱至40～75℃，然后封口，得到鎳氫電池本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種鎳氫電池，其特征在于，所述鎳氫電池包括正極和負極；所述正極包括正極基體和負載于所述正極基體上的正極材料，所述負極包括負極基體和負載于所述負極基體上的負極材料；所述正極材料包括含鎳物質、金屬氧化物、羥基氧化鈷和正極粘結劑；所述含鎳物質包括覆鈷球形氫氧化鎳和氫氧化鎳，所述金屬氧化物選自鋅氧化物、鈦氧化物和釔氧化物中的一種或多種；所述負極材料包括La
?
Y
?
Ni系儲氫合金、導電劑、負極粘結劑和釔氧化物。2.根據權利要求1所述的鎳氫電池，其特征在于，所述La
?
Y
?
Ni系儲氫合金具有如下所述的組成：RE
x
Y
y
Ni
d
Mn
a
Al
b
M
c
其中，RE選自La、Ce、Pr、Nd中的一種或多種，且必須含有La；M選自Co、Cu、Fe、B中的一種或多種；其中，0.5≤x≤0.8，x+y＝2，0.2≤a≤0.6，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.3，7.2≤a+b+c+d≤7.7；x、y、a、b、c、d分別表示各元素的摩爾份數。3.根據權利要求1所述的鎳氫電池，其特征在于，正極基體為泡沫鎳，負極基體為鍍鎳鋼帶，正極粘結劑選自羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯或丁苯橡膠中的一種或多種，負極粘結劑選自聚四氟乙烯、丁苯橡膠或羧甲基纖維素鈉中的一種或多種，導電劑選自炭黑、乙炔黑或石墨烯中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的鎳氫電池，其特征在于：含鎳物質的用量為90～97重量份，金屬氧化物的用量為1.5～4重量份，羥基氧化鈷的用量為3～5重量份，正極粘結劑的用量為2～7重量份；以含鎳物質為基準，覆鈷球形氫氧化鎳的含量為65～85wt％，氫氧化鎳的含量為15～30wt％；La
?
Y
?
Ni系儲氫合金的用量為85～94重量份，導電劑的用量為0.2～0.9重量份，負極粘結劑的用量為8～14重量份，釔氧化物的用量為0.2～1.0重量份；所述La
?
Y
?
Ni系儲氫合金以粉末的形式使用，至少一部分導電劑包覆在所述La
?
Y
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Ni系儲氫合金粉末的表面。5.根據權利要求1所述的鎳氫電池，其特征在于，在所述正極的表面形成含第一電解質的正極膠層以得到膠浸正極；其中，所述正極膠層主要由聚四氟乙烯或丁苯橡膠形成，第一電解質由重量比為6～12:19～25:3.5～7.5的氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰組成。6.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：閆慧忠，王利，鄧沅，李寶犬，劉威，徐津，許永燕，許亞茹，
申請(專利權)人：內蒙古稀土功能材料創新中心有限責任公司，
類型：發明
國別省市：