本发明专利技术公开一种耐深放电镍氢电池，具有正极、负极，所述正极采用外覆羟基氧化钴球镍，所述外覆羟基氧化钴球镍的氧化度在8‑12％；所述负极采用具有低吸放氢平台的储氢合金，所述低吸放氢平台的储氢合金的P(H/M＝0～0.1)为0.005～0.008Mpa、40℃，P(H/M＝0.5)为0.01～0.02Mpa、40℃。本发明专利技术采用上述材料生产的镍氢电池，电池经过深放电后或在长时间放置的情况下，充电后电池可恢复到原来容量的95％以上。
Deep discharge resistant Ni MH battery and preparation method thereof
The invention discloses a resistance to deep discharge NiMH batteries, with the anode and the cathode, the anode made of coated spherical nickel cobalt hydroxide, the outer cladding oxidation hydroxyl cobalt oxide spherical nickel 12% degrees in 8; the negative electrode with hydrogen storage alloy low hydrogen platform, the hydrogen storage alloy low hydrogen platform P (H/M = 0 ~ 0.1) is 0.005 ~ 0.008Mpa, 40 C, P (H/M = 0.5) for 0.01 ~ 0.02Mpa, 40 C. The invention adopts the nickel hydrogen battery produced by the material, and the battery can be recovered to more than 95% of the original capacity after the battery is discharged after deep discharge or placed in a long time.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镍氢电池领域，具体涉及一种耐深放电镍氢电池及其制备方法。
技术介绍
镍氢电池具有较高的能量密度、功率密度和较长的循环寿命及对环境友好等综合优异性能，成为镍镉电池的理想替代电源，现已广泛应用于移动通信、笔记本电脑、电动工具、个人护理产品与电动车辆等。多数电器在电池使用过程中无电压截止装置或电池放电电压截止后较长时间储存，电池容量会下降很多，在较高温度下尤为严重。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种耐深放电镍氢电池及其制备方法，通过正极采用氧化度在8-12％的覆羟基氧化钴球镍，负极采用具有较低吸放氢平台压的储氢合金，有效解决了当前镍氢电池深放电后电池容量显著下降的问题，延长了镍氢电池贮存周期。本专利技术采用的技术方案为：一种耐深放电镍氢电池，具有正极、负极，所述正极采用外覆羟基氧化钴球镍，所述外覆羟基氧化钴球镍的氧化度在8-12％；所述负极采用具有低吸放氢平台的储氢合金，所述低吸放氢平台的储氢合金的P(H/M＝0～0.1)为0.005～0.008Mpa、40℃，P(H/M＝0.5)为0.01～0.02Mpa、40℃。一种所述耐深放电镍氢电池的制备方法，包括如下步骤，1)正极片的制备：将外覆羟基氧化钴球镍、氧化镱Yb2O3和羧甲基纤维素混合均匀，得混合物Ⅰ；然后加入水制成浆料，涂覆于泡沫镍上，烘干，制成正极片，待用；2)负极片的制备：取具有低吸放氢平台的储氢合金、导电剂、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和丁苯橡胶混合均匀，得混合物Ⅱ；然后加入水制成浆料，涂覆于钢带上，烘干，制成负极片，待用；3)电池的制备：用聚丙烯PP和聚乙烯PE复合的隔膜纸将制备好正极片与负极片隔开，经卷绕后套进电池壳中；然后注入KOH水溶液；正极片通过极耳与正极帽焊接相连，负极片与电池壳直接接触，最后对电池进行封口，化成，包装，贮存。所述的制备方法，步骤1)中外覆羟基氧化钴球镍、氧化镱Yb2O3和羧甲基纤维素按重量百分比98％、1.5％、0.5％的配比进行混合。所述的制备方法，步骤1)中水的用量为混合物Ⅰ重量0.2倍。所述的制备方法，步骤2)中的导电剂为乙炔黑。所述的制备方法，步骤2)中具有低吸放氢平台的储氢合金、导电剂、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和丁苯橡胶按重量百分比为97.7％、0.3％、0.2％、0.3％、1.5％的配比进行混合。所述的制备方法，步骤2)中水的用量为混合物Ⅱ重量0.13倍。所述的制备方法，步骤2)中钢带的厚度为0.04-0.08mm。所述的制备方法，步骤3)中聚丙烯PP和聚乙烯PE复合的隔膜纸的厚度为0.10-0.24mm。本专利技术一种耐深放电镍氢电池反应原理如下：镍氢电池正常放电时：正极羟基氧化镍(NiOOH)得到电子转变为氢氧化镍(Ni(OH)2)，负极储氢合金(MH)内部的氢原子扩散到表面而形成吸附态的氢原子，再发生电化学反应生成贮氢合金(M)和水。镍氢电池深放放电时，电池的开路电压在1.0V以下(1.0V～0V)。在深放电过程中，正极上可被还原的羟基氧化镍(NiOOH)已经消耗完后，正极的羟基氧化钴(CoOOH)就会发生还原反应，变为氢氧化钴(Co(OH)2)，而且这个过程不可逆。这样由于羟基氧化钴(CoOOH)导电网络的破坏导致正极活性物质颗粒之间以及活性物质颗粒与发泡镍基体之间的导电性变差,导致正极容量发生显著下降。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术正极采用化学氧化生成的外覆羟基氧化钴(CoOOH)球镍，比电化学氧化生成的外覆羟基氧化钴(CoOOH)球镍具有更稳定的化学结构；在深放电过程中羟基氧化钴(CoOOH)导电网络不会被破坏或者说会有极少一部分被还原。负极储氢合金，具有较低的吸放氢平台压，P(H/M＝0～0.1)为0.005～0.008Mpa(40℃)，P(H/M＝0.5)为0.01～0.02Mpa(40℃)。镍氢电池放电时，负极储氢合金(MH)发生电化学反应生成贮氢合金(M)；继续深放电时，剩余的储氢合金(MH)成贮氢合金(M)，但是由于此合金本身特性P(H/M＝0～0.1)为0.005～0.008Mpa(40℃)，使得储氢合金(MH)完全变成贮氢合金(M)的过程变得非常缓慢。在深放电过程中，延缓正极羟基氧化钴(CoOOH)变为氢氧化钴(Co(OH)2)，从而使得正极容量在深放电很长时间内(即使在高温环境中)能够恢复到初始容量的95％以上。本专利技术采用上述材料生产的镍氢电池，电池经过深放电后或在长时间放置的情况下，充电后电池可恢复到原来容量的95％以上。附图说明图1是本专利技术镍氢电池模拟深放电示意图。具体实施方式实施例1一种耐深放电镍氢电池(AA1200mAh)其制备方法如下：1)正极片的制备采用外覆羟基氧化钴球镍(其氧化度为10％)、氧化镱(Yb2O3)和羧甲基纤维素(CMC)按重量百分比为98％、1.5％、0.5％的配比混合均匀，然后加入混合物重量0.2倍量的水制成浆料，涂覆于泡沫镍上，烘干，裁剪为尺寸95mm×42mm×0.6mm，制成正极片。2)负极片的制备取具有低吸放氢平台的储氢合金(P(H/M＝0～0.1)为0.008Mpa、40℃，P(H/M＝0.5)为0.018Mpa、40℃)、导电剂(乙炔黑)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和丁苯橡胶(SBR)按重量百分比为97.7％，0.3％，0.2％，0.3％，1.5％的配比混合均匀，然后加入混合物重量0.13倍量的水制成浆料，涂覆于厚度为0.08mm的钢带上，烘干，裁剪为尺寸129mm×42mm×0.28mm，制成负极片。3)电池的制备用厚度为0.2mm的聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合的隔膜纸将上述制备好的电池的正极片与负极片隔开，经卷绕后套进AA型电池壳中。然后注入浓度为25％的KOH水溶液，添加量为2.38g，比重为1.3g/cm3。正极片通过极耳与正极帽焊接相连，负极片与电池壳直接接触，最后对电池进行封口，化成，包装，贮存。实施例2AA1200mAh仅将正极的外覆羟基氧化钴球镍替换成常规的覆钴球镍，负极的低吸放氢平台的储氢合金替换成常规的储氢合金；其余步骤均同实施例1，最终制备成成品电池。实施例3AA1200mAh仅将正极的外覆羟基氧化钴球镍替换成常规的覆钴球镍；其余步骤均同实施例1，最终制备成成品电池。实施例4AA1200mAh仅将负极的低吸放氢平台的储氢合金替换成常规的储氢合金；其余步骤均同实施例1，最终制备成成品电池。实施例5AA1200mAh正极采用外覆羟基氧化钴球镍，羟基氧化镍的氧化度在8-12％；负极采用低吸放氢平台的储氢合金P(H/M＝0～0.1)为0.005Mpa(40℃)，P(H/M＝0.5)为0.01～0.013Mpa(40℃)。正、负极片制作方法、电池制备同实施例1。实施例6AA1200mAh正极采用覆羟基氧化钴球镍，羟基氧化镍的氧化度在8-12％；负极采用低吸放氢平台的储氢合金P(H/M＝0～0.1)为0.008Mpa(40℃)，P(H/M＝0.5)为0.015～0.018Mpa(40℃)。正、负极片制作方法、电池制备同实施例1。测试例1、对实施例1-6制备的电池进行加速测试方法如下：①恒流充电：0.1It充电16小时，②静置1小时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐深放电镍氢电池，具有正极、负极，其特征在于，所述正极采用外覆羟基氧化钴球镍，所述外覆羟基氧化钴球镍的氧化度在8‑12％；所述负极采用具有低吸放氢平台的储氢合金，所述低吸放氢平台的储氢合金的P(H/M＝0～0.1)为0.005～0.008Mpa、40℃，P(H/M＝0.5)为0.01～0.02Mpa、40℃。
【技术特征摘要】
1.一种耐深放电镍氢电池，具有正极、负极，其特征在于，所述正极采用外覆羟基氧化钴球镍，所述外覆羟基氧化钴球镍的氧化度在8-12％；所述负极采用具有低吸放氢平台的储氢合金，所述低吸放氢平台的储氢合金的P(H/M＝0～0.1)为0.005～0.008Mpa、40℃，P(H/M＝0.5)为0.01～0.02Mpa、40℃。2.一种如权利要求1所述耐深放电镍氢电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，1)正极片的制备：将外覆羟基氧化钴球镍、氧化镱Yb2O3和羧甲基纤维素混合均匀，得混合物Ⅰ；然后加入水制成浆料，涂覆于泡沫镍上，烘干，制成正极片，待用；2)负极片的制备：取具有低吸放氢平台的储氢合金、导电剂、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和丁苯橡胶混合均匀，得混合物Ⅱ；然后加入水制成浆料，涂覆于钢带上，烘干，制成负极片，待用；3)电池的制备：用聚丙烯PP和聚乙烯PE复合的隔膜纸将制备好正极片与负极片隔开，经卷绕后套进电池壳中；然后注入KOH水溶液；正极片通过极耳与正极帽焊接相连，...
【专利技术属性】
技术研发人员：成鹏，庞柳萍，
申请(专利权)人：辽宁九夷能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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