高性能鋅鎳蓄電池制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高性能鋅鎳蓄電池，在隔膜上涂有涂劑鋁酸鎂Ｍｇ［Ａｌ（ＯＨ）４］２或鋁酸鈣Ｃａ［Ａｌ（ＯＨ）４］２，涂劑在隔膜上的厚度為０．２－０．２５ｍｍ；隔膜分別密封包裹著正極和負(fù)極。所說Ｍｇ［Ａｌ（ＯＨ）４］２或鋁酸鈣Ｃａ［Ａｌ（ＯＨ）４］２，系用金屬鋁與強(qiáng)咸性溶液反應(yīng)后，再與Ｍｇ（ＯＨ）２或Ｃａ（ＯＨ）２反應(yīng)生成。本發(fā)明專利技術(shù)之隔膜附著該涂劑后，避免了鋅晶枝刺穿隔膜，從而有效地防止了內(nèi)短路的發(fā)生，大大延長(zhǎng)了電池的使用壽命。本發(fā)明專利技術(shù)之產(chǎn)品，與鉛酸電池相比：重量?jī)H為鉛酸電池的１／３，壽命較鉛酸電池增加３－４倍；與鋰離子電池相比：使用壽命相當(dāng)——反復(fù)充電達(dá)１０００－２０００次，成本僅為鋰離子電池的１／３。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及可充電電池，特別是一種堿性蓄電池。
技術(shù)介紹
蓄電池又稱二次電池，種類頗多，其結(jié)構(gòu)主要是由正極、負(fù)極、隔膜、電解液和殼體 組成。目前使用較廣泛的動(dòng)力蓄電池，主要有鉛酸蓄電池、堿性蓄電池和鋰離子蓄電池。鉛 酸蓄電池具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但存在體大笨重、使用壽命短、污染大的缺點(diǎn)；鋰離子蓄電 池具有使用壽命長(zhǎng)、污染小、體積小等優(yōu)點(diǎn)，其最大的缺點(diǎn)是造價(jià)高，難以做為動(dòng)力能源被 推廣應(yīng)用；堿性蓄電池中使用較多的有隔鎳電池、鐵鎳電池、鎳氫電池等，這些電池或是污 染較大，或是存在工作電壓較低、能量密度低、成本高等缺點(diǎn)。鋅鎳電池是堿性蓄電池中的 一種，雖然有較高的工作電壓，無污染的優(yōu)點(diǎn)，但壽命短、造價(jià)高等缺點(diǎn)，一直受到冷落。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，尋求一種高性能、高壽命、低成本、無污染的堿性蓄電池。本專利技術(shù)是在傳統(tǒng)鋅鎳電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新的。傳統(tǒng)的鋅鎳電池，在反復(fù)充放電 過程中，其負(fù)極的一端會(huì)逐漸形成無規(guī)則的鋅晶枝，它可以穿透隔膜而接觸到正極，導(dǎo)致發(fā) 生內(nèi)短路，終止了電池的壽命。因此，解決鋅鎳電池的內(nèi)短路問題是本專利技術(shù)的目標(biāo)所在。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的由正極(3)、負(fù)極(2)、隔膜(9)、電解液(11)和殼體(1)組成，正極(3)、負(fù)極(2) 間隔而平行地排列在殼體⑴內(nèi)，并浸泡在電解液(11)中。其特征在于隔膜(9)上涂有 涂劑鋁酸鎂Mg 2 或 Ca 2(1)將金屬鋁與NaOH或KOH溶液反應(yīng)，生成Na ,即Na0H+Ae+H20 ^ Na +H2 個(gè)或K0H+Ae+H20 — K +H2 個(gè)(2)在上述 Na 或 K 的溶劑中，加人 Mg (OH) 2 或 Ca (OH) 2 進(jìn)行反 應(yīng)，分別生成Mg 2或Ca +H2O — Mg +H2O — Ca 2 J, +NaOH0(3)對(duì)沉淀物進(jìn)行清洗，清除剩余的Na 或K ，其含量彡0.2% ；(4)將沉淀物Mg2或Ca2在100-12(rC烘干；粉碎、過篩，粒度 800-1200 目。B.在隔膜上涂敷涂劑的方法是a.在Mg2或Ca[AI (OH)J2均勻地涂附在隔膜(9)上，每次涂附后， 在70-80°C進(jìn)行干燥處理；反復(fù)涂料，甚至涂層厚度達(dá)到0. 2-0. 25mm ； c.根據(jù)正、負(fù)極板的大小，剪切隔膜，隨后在其周邊涂上粘結(jié)劑氯丁橡膠粘劑或 SPS膠粘劑。d.將上述涂有粘結(jié)劑的隔膜，分別密封地包裹著正極和負(fù)極。本專利技術(shù)之隔膜附著涂劑后，使隔膜的微孔更加細(xì)化，但這種微孔并不影響氫氧根 離子的通過，卻能阻擋鋅酸根的通過，便抑制了鋅晶枝在端部的生長(zhǎng)，避免了鋅晶枝刺穿隔 膜，從而有效地防止了內(nèi)短路的發(fā)生，大大延長(zhǎng)了電池的使用壽命。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下與鉛酸電池相比成本相當(dāng)，重量?jī)H為鉛酸電池的1/3，壽命增加3-4倍，，與鋰離子電池相比使用壽命相當(dāng)一反復(fù)充電達(dá)1000-2000次，成本僅為鋰離子 電池的1/3。附圖說明圖1是本專利技術(shù)整體構(gòu)造示意2是本專利技術(shù)的極板結(jié)構(gòu)剖示中，1殼體，2正極接線柱，3負(fù)極接線柱，4正極載料板，5負(fù)載料板，6a隔離板， 6b蓋，7正極活性材料，8負(fù)極活性材料，9隔膜，10排氣孔，11電解液，12涂劑。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，敘述兩個(gè)實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明。圖1顯示本專利技術(shù)的整體構(gòu)造一方形鋅鎳蓄電池。主要由正極、負(fù)極、隔膜9、電解液11和殼體1組成，正極、負(fù)極相間而平行地?cái)[放 在殼體1內(nèi)，并浸泡在電解液11中。正極、負(fù)極分別被隔膜9密封包裝著，隔膜上涂有涂劑 12-鋁酸鎂Mg2，涂劑在隔膜上的厚度為0. 2-0. 25mm ；正極、負(fù)極分別通過固定在 蓋6b上的正極接線柱2和負(fù)極接線柱3引出。蓋6b上有排氣孔10，將殼體1內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生 的氣體排出。圖2顯示本專利技術(shù)的極板結(jié)構(gòu)。相鄰的兩個(gè)正極和負(fù)極，其中心層分別有正極載料 板4和負(fù)極載料板5，載料板外層分別有正極活性材料7和負(fù)極活性材料8，活性材料的外 層分別密封包裹著隔膜9，貼近活性材料的隔膜9上固定有涂劑12。實(shí)施例1本實(shí)施例之隔膜、涂劑的制做和使用方法采用棉紙做隔膜(1)將金屬鋁放在NaOH溶液中進(jìn)行反應(yīng)，生成Na ，即Na0H+Ae+H20 ^ Na +H2 個(gè)(2)在上述Na 的溶劑中，加人Mg(OH)2進(jìn)行反應(yīng)，生成Mg [Al (OH)J2沉 淀物，即Mg (OH) 2+Na — Mg 2 I +NaOH ；(3)對(duì)沉淀物進(jìn)行清洗，清除Na ，Na 含量彡0.2% ；(4)在100°C下進(jìn)行烘干；粉碎、過篩，粒度800-1000目的Mg 2，即K0H+Ae+H20 ^ K +H2 個(gè)(2)在上述K的溶劑中，加人Ca(OH)2進(jìn)行反應(yīng)，生成Ca — Ca 2 J, +Κ0Η。(3)對(duì)沉淀物進(jìn)行清洗，清除K，其含量彡0.2% ；(4)在120°C烘干；粉碎、過篩，粒度800-1200目，即可得到純的Ca [Al (OH)J2 ；本實(shí)施例在隔膜上涂覆涂劑的方法與實(shí)施例1相似。以下是對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行的大電流循環(huán)充放電試驗(yàn)1.試驗(yàn)條件電池容量0· 5An ；充電條件電流0. 25A，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)；放電條件電流0. 25A，終止電壓1. 0U.2.試驗(yàn)結(jié)果該實(shí)施例之鋅鎳電池，按上述條件進(jìn)行500次充放電后，容量仍有90% ；經(jīng)1000次充放電后，容量仍有75%。權(quán)利要求高性能鋅鎳蓄電池，由正極(3)、負(fù)極(2)、隔膜(9)、電解液(11)和殼體(1)組成，正極(3)、負(fù)極(2)相間而平行地排列在殼體(1)內(nèi)，并浸泡在電解液(11)中，其特征在于所說的隔膜(9)上涂有涂劑鋁酸鎂Mg2或鋁酸鈣Ca2，涂劑(12)在隔膜(9)上的厚度為0.2-0.25mm；隔膜(9)分別密封包裹著正極(3)和負(fù)極(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅鎳蓄電池，其特征在于所說涂劑Mg2或 Ca 或K ，即 Na0H+Ae+H20 — Na +H2 個(gè)或 K0H+Ae+H20 — K +H2 個(gè)(2)在上述Na或Κ的溶劑中，加人Mg (OH) 2或Ca (OH) 2，攪拌，進(jìn)行 反應(yīng)，分別生成Mg 2或Ca — Mg 2 J, +NaOH ；或 Ca (OH) 2+Na — Ca 2 J, +NaOH ；(3)對(duì)沉淀物進(jìn)行清洗，清除Na或K ，其含量彡0.2% ；(4)在100-120°C烘干上述沉淀物；粉碎、過篩，粒度為800-1200目。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋅鎳蓄電池之隔膜的制做方法，其特征在于，所說在隔膜(12) 上涂敷涂劑的方法是a.在Mg[Al (OH) J 2或Ca [Al (OH) J 2中，加入其重量4-5 %的淀粉，再加入200_220ml的 水，攪拌均勻后，將該溶液加熱至沸騰，隨后冷卻；b.將上述Mg[Al (OH) J2或Ca [Al (OH) J2均勻地涂附在隔膜(9)上進(jìn)行多次涂敷；每次 涂附后，在70-80°C進(jìn)行干燥處理；反復(fù)涂敷，直至涂層厚度達(dá)到0. 2-0. 25mm ；c.根據(jù)正負(fù)極板的大小，剪切隔膜，隨后在其周邊涂上粘結(jié)劑；d.將上述涂有粘結(jié)劑的隔膜，分別密封地包住正極和負(fù)極。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋅鎳蓄電池，其特征在于3之c所說的粘結(jié)劑，為氯丁橡膠粘 劑或SPS膠粘劑。全文摘要本專利技術(shù)涉及一種高性能鋅鎳蓄電池，在隔膜上涂有涂劑鋁酸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高性能鋅鎳蓄電池，由正極（３）、負(fù)極（２）、隔膜（９）、電解液（１１）和殼體（１）組成，正極（３）、負(fù)極（２）相間而平行地排列在殼體（１）內(nèi)，并浸泡在電解液（１１）中，其特征在于：所說的隔膜（９）上涂有涂劑鋁酸鎂Ｍｇ［ＡＩ（ＯＨ）↓［４］］↓［２］或鋁酸鈣Ｃａ［ＡＩ（ＯＨ）↓［４］］↓［２］，涂劑（１２）在隔膜（９）上的厚度為０．２－０．２５ｍｍ；隔膜（９）分別密封包裹著正極（３）和負(fù)極（２）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉建政，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：劉建政，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：87[中國(guó)|西安]