一種鎳基堿性動力電池專用電解液的制備方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種鎳基堿性動力電池專用電解液的制備方法，其步驟：第一步，將質量比為1～3:0.3~0.6:0.1~0.2氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰三者的混合物，在35～45℃及攪拌的條件下，用溶劑水溶解，配成混合堿的質量摩爾濃度為5～7M的溶液。第二步，在35～45℃及攪拌的條件下，將質量比分別為混合堿質量的0.05～0.1%的電解液添加劑加入到第一步所配制的堿溶液中，溶解，繼續(xù)攪拌5～10分鐘。工藝簡單、添加劑用量少、價格低，對改善鎳基堿性電池性能效果顯著。用本發(fā)明專利技術制備的電解液所制造的鎳基堿性動力電池，在-35～65℃溫度范圍工作環(huán)境條件下能正常工作，電池充放電效率、大電流放電效果、放電容量明顯提高、循環(huán)使用壽命顯著延長。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及化學電源
，具體涉及。該技術所制備的鎳基堿性電池專用電解液，可用于制造各種型號的鎳基堿性動力電池、常見的一般鎳基堿性電池，特別適用于制造用于高倍率充放電的鎳基堿性動力電池。
技術介紹
目前，現(xiàn)有工業(yè)所制造鎳基堿性電池(即以氫氧化鎳為正極活性物質、氫氧化鉀溶液為電解液的電池，包括鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池以及鎳鐵電池等)所用的電解液主要為濃度在5 6M(mol/L，以下簡稱Μ)氫氧化鉀水溶液(以下簡稱氫氧化鉀電解液或電解液)或者氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰的混合電解液(以下簡稱混合堿性電解液)。研究認為電解液對電池性能影響很大，這是由于電解液成分和濃度與其導電性以及電極反應密切相關，電解液的導電性和電極反應的可逆性直接影響著電池放電容量和中值電壓(候憲魯?shù)龋弑堵蔄型MH-Ni電池的制備及其性能.應用化學，2004，21 (11) 1169-1173);并且電解液隨著溫度的降低電導率明顯降低(陳人杰等，低溫對儲氫合金及電解液性能的影響.冶金工程，2007，27 (2) :44-46)。顯然，現(xiàn)有技術以氫氧化鉀電解液或者混合堿性電解液所制造的鎳基堿性電池存在如下不足第一、高溫或者低溫工作性能差，甚至在較高(55°C以上)或較低(-30°C以下)電池完全無法工作；第二，動力型鎳基堿性電池大電流充放電效果差，影響電池組的正常工作，嚴重影響鎳基堿性電池的應用范圍； 第三、自放電嚴重，直接影響電池的容量和循環(huán)使用壽命；第四、析氧過電位較低，影響電池充放電效率、電池容量及循環(huán)使用壽命。
技術實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術存在的上述不足，本專利技術的目的是在于提供了，其制備工藝簡單、添加劑用量少、價格低，對改善鎳基堿性電池性能效果顯著。在不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)設備條件下，可以實現(xiàn)各種類型鎳基堿性電池的制造，特別適用于制造高容量、高倍率充放電的鎳基堿性動力電池。用本專利技術技術一種鎳基堿性動力電池專用電解液制備方法制備的電解液所制造的鎳基堿性動力電池，在-35 65°C溫度范圍工作環(huán)境條件下能正常工作，電池充放電效率、大電流放電效果、放電容量明顯提高、循環(huán)使用壽命顯著延長。本專利技術通過下述技術方案予以實現(xiàn)，所述的一種鎳基堿性動力電池專用電解液由主電解質、溶劑水和電解液添加劑組成；其中，主電解質為摩爾比為3 I O. 3 O. 6 O. I O. 2的氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰三者的混合物；溶劑水為天然水、自來水、一次蒸餾水、二次蒸餾水或去離子水中的一種；電解液添加劑為乙酸鋰、乙二醇鈉、硝酸鈉、丙三醇以及鎢酸鈉中的三種、四種或五種的混合物。，其步驟是第一步，將質量比為I 3 O. 3 O. 6 O. I O. 2氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰三者的混合物(以下簡稱“混合堿”)，在35 45°C及攪拌的條件下，用溶劑水溶解，配成混合堿的質量摩爾濃度為5 7M(M = mol/L,以下相同)的溶液。第二步，在35 45°C及攪拌的條件下，將質量比分別為氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰三者的混合物(混合堿)質量的O. 05 O. I %的電解液添加劑加入到第一步所配制的堿溶液中，溶解，繼續(xù)攪拌5 10分鐘。即制得一種鎳基堿性動力電池專用電解液。所述的主電解質為氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化鋰三者的混合物；所述的溶劑水為天然水、自來水、一次蒸餾水、二次蒸餾水或去離子水其中的一種。所述的電解液添加劑為乙酸鋰、乙二醇鈉、硝酸鈉、丙三醇以及鎢酸鈉中的三種、 四種或五種的混合物。所述的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，就是按照上述方法制備而成。采用本專利技術的技術方案，可以取得如下明顯的效果用本專利技術技術制備的鎳基堿性電池電解液所生產(chǎn)的鎳基堿性電池，由于使用了能夠同時改善正極活性物質、負極活性物質及電解液性能的復合添加劑組合，使得I)正極活性物質與負極活性物質的利用率大大提聞，從而能有效提聞電池的充放電效率，進而提聞電池的放電容量；2)提高了正極活性物質的有效利用，減少了正極活性物質及負極活性物質在使用過程中的晶體形態(tài)的改變，使電極的大電流充放電效果顯著提高；3)有效的提高了電池的工作溫度范圍，電池能在-30 65°C溫度范圍內有效地工作；4)有效地延長了電池的循環(huán)使用壽命。本專利技術特別適用于制造各種型號的鎳基堿性動力電池，也可用于各種類型、各種型號的圓柱形、鎳基堿性電池。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術具有如下的優(yōu)點和有益的效果I、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于本專利技術制備的電解液所用的主要原料都是常見的原料，來源豐富、價格低廉，因此生產(chǎn)成本低廉，特別適用于電解液用量較大的鎳基堿性動力電池生產(chǎn)領域的應用，而不會增加更多的生產(chǎn)成本；2、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于使用了價格相對低廉、 來源相對豐富的多種添加劑，而且添加劑的用量相對主電解質較少，在顯著改善電池性能的基礎上，并不增加額外的生產(chǎn)成本；3、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于使用了能夠同時改善正極活性物質、負極活性物質及電解液性能的復合添加劑組合，使得正極活性物質與負極活性物質的利用率大大提高，從而能有效提高電池的充放電效率，進而提高電池的放電容量， 同型號鎳氫電池容量比現(xiàn)有技術增加了約120 300mAh ；4、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于使用了能夠同時改善正極活性物質、負極活性物質及電解液性能的復合添加劑組合，提高了正極活性物質的有效利用，減少了正極活性物質及負極活性物質在使用過程中的晶體形態(tài)的改變，使電極的大電流充放電效果顯著提高，充放電效率比現(xiàn)有技術增加了約20% ；5、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于使用了能夠同時改善正極活性物質、負極活性物質及電解液性能的復合添加劑組合，有效的提高了電池的工作溫度范圍，電池能在-30 65°C溫度范圍內有效地工作；6、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于使用了能夠同時改善正極活性物質、負極活性物質及電解液性能的復合添加劑組合，有效地延長了電池的循環(huán)使用壽命，與現(xiàn)有技術生產(chǎn)的電解液所組裝的電池相比，電池循環(huán)在較高倍率下的充放電性能大大提高，5C倍率循環(huán)使用壽命均超過對比電池性能。7、本專利技術制備的一種鎳基堿性動力電池專用電解液，由于使用了能夠同時改善正極活性物質、負極活性物質及電解液性能的復合添加劑組合，有效地延長了電池的循環(huán)使用壽命，與現(xiàn)有技術生產(chǎn)的電解液所組裝的電池相比，循環(huán)使用壽命增加了 30 120個循環(huán)。附圖說明圖I為一種電解液組裝的SC 圖2為一種電解液組裝的SC 圖3為一種電解液組裝的SC 圖4為一種電解液組裝的SC 圖5為一種電解液組裝的SC 圖6為一種電解液組裝的SC 圖7為一種電解液組裝的SC型2000mAh鎳氫電池在65 °C時的放電容量曲線型2000mAh鎳氫電池在45 °C時的放電容量曲線型2000mAh鎳氫電池在25 °C時的放電容量曲線型2000、800mAh鎳氫電池在O °C時的放電容量曲線型800mAh鎳氫電池在-10°C時的放電容量曲線型800mAh鎳氫電池在-35 °C時的放電效率曲線型2000mAh鎳氫電池在10°C時的放電容量曲線其中A或A’ 本專利技術SC2000mAh型、SC800mAh型鎳氫電池、B或B’本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：詹炳然，羅社科，唐幫助，詹金俊，
申請(專利權)人：廣州市云通磁電有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：