鎳氫電池金屬氫化物電極的制造方法技術

鎳氫電池金屬氫化物電極的制造方法屬于鎳氫電池負極的生產技術領域。本發明專利技術為了克服現有技術中使用黏合劑制造金屬氫化物電極而造成的鎳氫電池內阻、內壓高，容量低，難化成等缺點，而提供了一種不使用黏合劑，只選用活性物質、導電性金屬添加劑、濃度為０～４０％的乙醇（或丙醇或甲醇）溶液、泡沫鎳作為原材料的金屬氫化物電極的制造方法。此法操作簡單，方便實用，既減少了生產工序，又可顯著提高鎳氫電池性能。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鎳氫電池負極的生產
80年代以來，隨著荷蘭菲力浦實驗室對稀土系貯氫合金衰減機理的研究，鎳氫電池獲得了巨大的發展。與其它種類電池相比，鎳氫電池具有顯著的優點，加大鎳氫電池的研發力度具有十分重大的經濟意義。金屬氫化物電極是鎳氫電池的關鍵部分，其制作一般要經過和漿、涂漿(或拉漿)、制干、輥壓、裁剪等工序。現在，制造金屬氫化物電極不論是采用手工生產還是機械化生產，它的一個基本特征是必須使用黏合劑，使氫化物電極中含有黏合劑。雖然含量很少，但這所帶來的缺點卻不容忽視。首先，由于加入了黏合劑，增大了電池的歐姆內阻和充放電時的歐姆極化，降低了充放電效率，降低了電池容量和平臺比率(是指放電曲線1.2V以上部分占全部容量的百分比)，延長了活化時間；另外，使氫化物電極充電時析氫時間提前，增大了電池的內壓和噴、爬堿的可能性。為了解決這一問題，日本Sakai等人報道研制了一套設備，用以避免使用黏合劑，壓制負極片，但設備復雜，工藝難于實現。本專利技術的目的是提供一種制作氫-鎳電池負極的新方法，它不使用黏合劑，可以很好地解決上述問題，并可增大負極活性物質填充量，十分適合制作高容量電池，而且操作簡單，方便實用。本專利技術是這樣實現的本專利技術的鎳氫電池金屬氧化物電極的制備，一般要經過和漿、涂漿、制干、輥壓、裁剪等工序，其特征在于只選用活性物質、導電性金屬添加劑、濃度為0～40％的乙醇(或丙醇或甲醇)溶液、泡沫鎳作為原材料，使金屬氫化物電極中不含有黏合劑。具體方法有兩種1．將泡沫鎳預壓后，浸泡于濃度為0～40％的乙醇(或乙酸或丙醇)溶液中2～10分鐘，然后取出，將攪拌均勻的活性物質與導電性金屬添加劑的混合物迅速涂覆于濕潤的泡沫鎳上，使總濕重達到0.23-0.25g/cm2，再經晾干、輥壓、裁剪得所需的金屬氫化物電極。用此類電極制成電池A(AA型)。2．將活性物質與導電性金屬添加劑的混合物中加入濃度為0～40％的乙醇(或乙酸或丙醇)溶液，使其含量達到總重量5～13％，然后攪拌均勻，使呈膏狀，直接涂覆于泡沫鎳上，再經晾干、輥壓、裁剪得所需的金屬氫化物電極。用此類電極制成電池B(AA型)。附圖及說明以現有技術中帶有黏合劑的金屬氫化物電極制成電池C(AA型)。經測試，電池A、電池B的內阻在21mΩ以下，而相同條件下電池C的內阻要大于21mΩ。附圖說明圖1是電池A與電池C的第一次化成的充、放電曲線比較圖(0.1C充電16h,0.2C放電至1.0V。A1、A2電池A的充、放電曲線；C1、C2電池C的充、放電曲線)。圖2是電池B與電池C的第一次化成的充、放電曲線比較圖(0.1C充電16h,0.2C放電至1.0V。B1、B2電池B的充、放電曲線；C1、C2電池C的充、放電曲線)。由圖1、2可見，第一次化成中，電池A、電池B的放電容量在1450mAh左右，平臺比率為71％～73％，充放電比率為75％～76％；而電池C的放電容量則僅約1000mAh，平臺比率為67％，充放電比率為52％～53％，這說明沒有黏合劑的負極容易活化，優于有黏合劑的負極。圖3是電池A和電池C的高倍率充、放電曲線比較圖(1C充電1.1h,IC放電至1.0V,A3、A4電池A的充、放電曲線；C3、C4電池C的充、放電曲線)。圖4是電池B和電池C的高倍率充、放電曲線比較圖(1C充電1.1h,1C放電至1.0V,B3、B4；電池B的充、放電曲線；C3、C4電池C的充、放電曲線)。由圖3、4可見，電池A、B的放電容量可達1260～1270mAh之間，平臺比率67％和72％；而電池C的容量大約為1160mAh，平臺比率61％。這說明沒有黏合劑的負極倍率放電容量高，優于有黏合劑的負極。圖5是電池A的壽命曲線圖(1C充1.1h,1C放電至1.0V)。圖6是電池B的壽命曲線圖(1C充1.1h,1C放電至1.0V)。由圖5、圖6可見，使用沒有黏合劑的金屬氫化物電極的電池，壽命循環次數可達500次以上，顯示出良好的壽命特性。本專利技術與現有技術相比有以下優點由本專利技術制得的不含黏合劑的金屬氫化物電極所組裝成的電池，內阻、內壓小，容量大，平臺比率高，充放電比率高，易化成，并可增大氫化物電極的活性物質填充量，十分適合制作高容量電池，而且，本專利技術所需設備儀器簡單、成本低，易于操作。實施例1．將泡沫鎳(日本駐友)先用輥壓機預壓至0.75mm，浸泡于去離子水中5min左右，同時，將95％(重量比)的活性物質貯氫合金(天津海泰)與5％的導電性金屬添加劑羰基鎳粉(400目，加拿大INCO公司)置于研缽中研磨混合均勻，然后取出泡沫鎳，迅速將上述混合物涂覆于泡沫鎳中，使總濕重達到0.23-0.25g/cm2，常溫下晾干后，經輥壓、裁剪可得所需的金屬氫化物電極。使用這種電極制成的電池的性能見圖1、3、5。實施例2．將95.5％(重量比)的活性物質貯氫合金(天津海泰)與4.5％的導電性金屬添加劑羰基鎳粉(400目，加拿大INCO公司)混合，置于研缽中混合均勻，加入10％左右去離子水，攪拌，使混合物呈濕潤的膏狀，然后涂覆于來經任何處理的泡沫鎳(日本駐友)中，經晾干、輥壓、裁剪后可得所需的金屬氧化物電極。使用這種電極制成的電池的性能見圖2、4、6。實施例3．將泡沫鎳(日本駐友)先用輥壓機預壓至0.75mm，浸泡于濃度為5％的乙醇溶液中5min左右，同時，將95％(重量比)的活性物質貯氫合金(天津海泰)與5％的導電性金屬添加劑羰基鎳粉(400目，加拿大INCO公司)置于研缽中研磨混合均勻，然后取出泡沫鎳，迅速將上述混合物涂覆于泡沫鎳中，使總濕重達到0.23-0.25g/cm2，常溫下晾干后，經輥壓、裁剪可得所需的金屬氫化物電極。實施例4．將95.5％(重量比)的活性物質貯氫合金(天津海泰)與4.5％的導電性金屬添加劑羰基鎳粉(400目，加拿大INCO公司)混合，置于研缽中混合均勻，加入10％左有的濃度為5％的乙醇溶液，攪拌，使混合物呈濕潤的膏狀，然后涂覆于未經任何處理的泡沫鎳(日本駐友)中，經晾干、輥壓、裁剪后可得所需的金屬氫化物電極。權利要求1．一種鎳氫電池的金屬氫化物電極的制備方法，一般要經過和漿、涂漿、制干、輥壓、裁剪等工序，其特征在于只選用活性物質、導電性金屬添加劑、濃度為0～40％的乙醇(或丙醇或甲醇)溶液、泡沫鎳作為原材料，使金屬氫化物電極中不含有黏合劑。2．按照權利要求1的鎳氫電池金屬氫化物電極的制備方法，其特征在于將泡沫鎳預壓后，浸泡于濃度為0～40％的乙醇(或丙醇或甲醇)溶液中2～10分鐘，然后取出，將攪拌均勻的活性物質與導電性金屬添加劑的混合物迅速涂覆于濕潤的泡沫鎳中。3．按照權利要求1的鎳氫電池金屬氧化物電極的制備方法，其特征在于將活性物質與導電性金屬添加劑的混合物中加入濃度為0～40％的乙醇(或丙醇或甲醇)溶液，使其含量達到總重量5～13％，然后攪拌均勻，使呈膏狀，再直接涂覆于泡沫鎳中。全文摘要屬于鎳氫電池負極的生產
本專利技術為了克服現有技術中使用黏合劑制造金屬氫化物電極而造成的鎳氫電池內阻、內壓高,容量低,難化成等缺點,而提供了一種不使用黏合劑,只選用活性物質、導電性金屬添加劑、濃度為0～40%的乙醇(或丙醇或甲醇)溶液、泡沫鎳作為原材料的金屬氫化物電極的制造方法。此法操作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鎳氫電池的金屬氫化物電極的制備方法，一般要經過和漿、涂漿、制干、輥壓、裁剪等工序，其特征在于只選用活性物質、導電性金屬添加劑、濃度為０～４０％的乙醇（或丙醇或甲醇）溶液、泡沫鎳作為原材料，使金屬氫化物電極中不含有黏合劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：閆德意，崔維國，程騫，
申請(專利權)人：天津和平海灣電源集團有限公司，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]