一种宽温镍氢电池及其制备方法技术

本发明专利技术属于镍氢电池制备技术领域，公开了一种宽温镍氢电池及其制备方法，其中所述宽温镍氢电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，所述正极的正极材料包括以下组分：78～82wt％球形氢氧化亚镍、8～12wt％覆钴球型氢氧化亚镍、6～8wt％导电剂、2～4wt％正极添加剂；所述负极的负极材料采用高钴稀土储氢合金粉。通过对正极材料和负极材料的配方改进，实现了镍氢电池在

【技术实现步骤摘要】
一种宽温镍氢电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及镍氢电池制备
，特别是涉及一种宽温镍氢电池及其制 备方法。

技术介绍

[0002]镍氢电池具有环保、安全稳定、成本较低的特点，且镍氢电池与锌锰电池、 镉镍电池具有相近的工作电压、更高的能量密度和环保型，因此大规模的替代 锌锰电池、镉镍电池应用于电子领域，具有良好的商业前景，尤其当今社会对 环境保护极大关注，使得镍氢电池的进一步应用开发越来越得到重视。传统的 镍氢电池的适用温度一般为
‑
15～45℃，其应用场景较为局限，并不适用于极端温 度环境。
[0003]现有技术中主要针对镍氢电池的结构进行改进来提高其耐高温性能，如 CN201720531574.0一种耐高温的镍氢电池中通过设置风扇与半导体制冷片，从 而保证了电池组的温度恒定，CN201721792271.0一种耐高温的镍氢电池则通过 设置热反射层可将镍氢电池所处高温环境的热能反射，通过设置隔热层可有效 防止热量传导至电池的内部，从而减少高温环境对电池的影响。但是通过改进 结构的方式无疑会增加制备难度，同时也并不适用对电池规格有要求的日常使 用场景。因此，本领域的研发人员有回归镍氢电池配方材料进行改进的开发思 路，开发一种配方简洁，制备工艺简单的宽温镍氢电池。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术目的是提供一种宽温镍氢电 池，该镍氢电池具有配方简洁、能够在
‑
20～70℃的温度范围内实现良好的充放电 性能。r/>[0005]本专利技术的另一目的是提供上述宽温镍氢电池的制备方法。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种宽温镍氢电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，所述正极的正极材 料包括以下组分：78～82wt％球形氢氧化亚镍、8～12wt％覆钴球型氢氧化亚镍、 6～8wt％导电剂、2～4wt％正极添加剂；所述负极的负极材料采用100wt％高钴稀 土储氢合金粉。
[0008]进一步的，所述正极的正极材料包括以下组分：80wt％球形氢氧化亚镍、 10wt％覆钴球型氢氧化亚镍、7wt％导电剂、3wt％正极添加剂；所述负极的负极 材料采用100wt％高钴稀土储氢合金粉。
[0009]进一步的，所述球形氢氧化钠亚镍中镍含量≧53wt％，钴含量为5
±
0.3wt％， 锌含量为3.0
±
0.3％。
[0010]进一步的，所述覆钴球形氢氧化亚镍中镍含量≧54wt％，钴含量为 4
±
0.3wt％，锌含量为3.0
±
0.3％。
[0011]进一步的，所述球形氢氧化钠亚镍的粒度D50为9～15μm，优选为 12～12.5μm；所述覆钴球形氢氧化亚镍的粒度D50为9～15μm，优选为12～12.5μm。
[0012]进一步的，所述导电剂包括氧化亚钴。
[0013]进一步的，所述正极添加剂包括氧化钇、二氧化钛。
[0014]进一步的，所述正极添加剂还包括硒化钴。
[0015]进一步的，所述高钴稀土储氢合金粉的化学式为 MmNi
3.67
Co
0.68
Mn
0.36
Al
0.29
X，其中Mm为稀土元素，主要包括镨、钕，X为满足 特殊性能需要添加的元素。
[0016]进一步的，所述高钴稀土储氢合金粉中的元素组成为Mm 33.0
±
1.5wt％、Ni51.0
±
1.5wt％、Co 9.5
±
0.5wt％、Mn 4.7
±
0.5wt％、Al 1.9
±
0.3wt％。
[0017]进一步的，所述高钴稀土储氢合金粉的粒度为D50为70～75μm，优选为 70.5～71.5μm。
[0018]进一步的，所述隔膜采用磺化型隔膜，优选为磺化PP隔膜纸或磺化PE隔 膜纸。
[0019]进一步的，所述磺化型隔膜的面密度为62.0
±
6.0g/m2；厚度为 0.180
±
0.020mm；透气率为35～40cm/sec；磺化度为0.7
±
0.2Wt％；抗拉强度为 3500～4000N/m；电解液吸液率(10min)为250～280％。
[0020]进一步的，所述电解液采用碱金属氧化物配制成的碱性水溶液，所述碱金 属氧化物的浓度为6～8.5mol/L。
[0021]进一步的，所述碱金属氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂，所述 氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂在所述电解液中的摩尔比为2:(0.5～1):(0.5～1)。
[0022]本专利技术还提供所述的宽温镍氢电池的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1：将所述正极材料填充到发泡镍基体中，然后辊压，裁切得到正极片；
[0024]S2：将所述负极材料填充到铜网基体中，然后碾压、裁切得到负极片；
[0025]S3：将所述正极片、隔膜及所述负极片卷绕成圆柱型电芯；
[0026]S4：提供底部具有泡沫镍底垫的圆柱形钢壳，将所述圆柱型电芯放入所述 圆柱形钢壳中；
[0027]S5：提供集流盘和盖帽，将所述集流盘焊接在所述圆柱型电芯上，将所述 盖帽焊接在所述集流盘上；
[0028]S6：向所述圆柱形钢壳注入电解液，封口得到所述宽温镍氢电池。
[0029]进一步的，所述发泡镍基体的密度为320g/m2；所述铜网基体的密度为 300g/m。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0031]1、本专利技术提供的宽温镍氢电池通过对正极材料和负极材料的配方改进，实 现了镍氢电池在
‑
20～70℃温度条件下的充放电能和长循环性能，其中在70℃温 度条件下，镍氢电池能够保持85％以上的放电效率，在70℃6个月的浮充测试 后，镍氢电池依旧能够保持72％以上的放电效率。
[0032]2、本专利技术提供的镍氢电池采用干法上粉辊压制备正极片和负极片，尤其负 极片采用100wt％的高钴稀土储氢合金粉填充到基体中直接进行辊压制片，无需 预先经过混合搅拌均匀的过程，减少了制备过程中由于负极材料搅拌不均而导 致的镍氢电池的电化学性能不稳定，同时也减少了制备工序，提高了生产效率。
具体实施方式
[0033]下面用具体实施方式和实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的 实施方式不限于此。如无特别说明，本专利技术中所有原料和试剂均为市购常规的 原料、试剂。实施
例中各组分的用量以质量体积份计，g、mL。
[0034]其中，所述覆钴球形氢氧化亚镍采购自金川集团粉体材料有限公司；
[0035]所述球形氢氧化亚镍采购自江门市长优实业有限公司；
[0036]所述磺化型隔膜采购自莱州联友金浩新型材料有限公司，HG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽温镍氢电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，其特征在于，所述正极的正极材料包括以下组分：78～82wt％球形氢氧化亚镍、8～12wt％覆钴球型氢氧化亚镍、6～8wt％导电剂、2～4wt％正极添加剂；所述负极的负极材料采用高钴稀土储氢合金粉。2.根据权利要求1所述的宽温镍氢电池，其特征在于，所述正极的正极材料包括以下组分：80wt％球形氢氧化亚镍、10wt％覆钴球型氢氧化亚镍、7wt％导电剂、3wt％正极添加剂；所述负极的负极材料采用100wt％高钴稀土储氢合金粉。3.根据权利要求1所述的宽温镍氢电池，其特征在于，所述球形氢氧化钠亚镍中镍含量≧53wt％，钴含量为5
±
0.3wt％，锌含量为3.0
±
0.3％；所述覆钴球形氢氧化亚镍中镍含量≧54wt％，钴含量为4
±
0.3wt％，锌含量为3.0
±
0.3％。4.根据权利要求1所述的宽温镍氢电池，其特征在于，所述导电剂包括氧化亚钴。5.根据权利要求1所述的宽温镍氢电池，其特征在于，所述正极添加剂包括氧化钇、二氧化钛。6.根据权利要求1所述的宽温镍氢电池，其特征在于，所述高钴稀土储氢合金粉的化学式为MmNi
3.67
Co
0.68
Mn
0.36
A...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜久忠，杨恒学，
申请(专利权)人：惠州市杰优实业有限公司，
类型：发明
国别省市：