镍氢电池及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镍氢电池及制备方法。本发明专利技术的镍氢电池包括正极和负极；所述正极包括正极基体和负载于所述正极基体上的正极材料，所述负极包括负极基体和负载于所述负极基体上的负极材料；所述正极材料包括含镍物质、金属氧化物、羟基氧化钴和正极粘结剂；所述含镍物质包括覆钴球形氢氧化镍和氢氧化镍，所述金属氧化物选自锌氧化物、钛氧化物和钇氧化物中的一种或多种；所述负极材料包括La

【技术实现步骤摘要】
镍氢电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种镍氢电池及制备方法。

技术介绍

[0002]镍氢(Ni
‑
MH)电池是一种新型绿色电池，具有高能量，长寿命，无污染等特点，而受到人们的广泛关注。
[0003]CN115189041A公开了一种低温镍氢电池，包括正极、负极和电解液。正极包括基体泡沫镍、活性物质覆钴球形氢氧化镍、导电剂石墨烯、粘合剂羧甲基纤维素钠和添加剂氧化镱和氧化镧。负极包括基体铜网、活性物质储氢合金、导电剂石墨烯、粘合剂聚四氟乙烯乳液和添加剂氧化铜。电解液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、羧甲基纤维素。该镍氢电池的荷电保持率较低。
[0004]CN101299469A公开了一种镍氢低自放电电池，包括正极、负极、电解液和电池隔膜。正极采用氢氧化镍活性物质填充在发泡镍基体上的方式形成氢氧化镍电极，通过化学镀或氧化方法在普通球形氢氧化镍颗粒表面微包覆一层Co
3+
，Co
3+
的含量为颗粒总重的3～5％，形成具有特殊性能的氢氧化镍颗粒，同时通过机械混合法在氢氧化镍电极里添加钙、锰、饵、钇、镱、钨的氧化物、氟化物、硫化物或硫酸盐中的至少一种作为添加剂、添加剂含量为氢氧化镍总重量的0.1％～10％。负极采用Mg基超晶格合金粉，并添加C改性物、导电剂中的一种或几种，采用羟丙基甲基纤维素、聚四氟乙烯乳液、羧基丁苯胶乳中的一种或几种组成特殊粘结剂。该镍氢电池的负极采用Mg基超晶格合金粉，其在制备的过程中容易燃爆，引起安全隐患。

技术实现思路
<br/>[0005]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种镍氢电池。该镍氢电池具有较高的电荷保持率。进一步地，该镍氢电池具有较高的放电容量。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一种镍氢电池的制备方法。该制备方法能够提高镍氢电池的电荷保持率。
[0007]上述技术目的通过如下技术方案实现。
[0008]一方面，本专利技术提供了一种镍氢电池，包括正极和负极；所述正极包括正极基体和负载于所述正极基体上的正极材料，所述负极包括负极基体和负载于所述负极基体上的负极材料；
[0009]所述正极材料包括含镍物质、金属氧化物、羟基氧化钴和正极粘结剂；所述含镍物质包括覆钴球形氢氧化镍和氢氧化镍，所述金属氧化物选自锌氧化物、钛氧化物和钇氧化物中的一种或多种；
[0010]所述负极材料包括La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金、导电剂、负极粘结剂和钇氧化物。
[0011]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，所述La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金具有如下所述的组成：
[0012]RE
x
Y
y
Ni
d
Mn
a
Al
b
M
c
[0013]其中，RE选自La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种，且必须含有La；M选自Co、Cu、Fe、B中的一种或多种；
[0014]其中，0.5≤x≤0.8，x+y＝2，0.2≤a≤0.6，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.3，7.2≤a+b+c+d≤7.7；x、y、a、b、c、d分别表示各元素的摩尔份数。
[0015]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，正极基体为泡沫镍，负极基体为镀镍钢带，正极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯或丁苯橡胶中的一种或多种，负极粘结剂选自聚四氟乙烯、丁苯橡胶或羧甲基纤维素钠中的一种或多种，导电剂选自炭黑、乙炔黑或石墨烯中的一种或多种。
[0016]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，含镍物质的用量为90～97重量份，金属氧化物的用量为1.5～4重量份，羟基氧化钴的用量为3～5重量份，正极粘结剂的用量为2～7重量份；以含镍物质为基准，覆钴球形氢氧化镍的含量为65～85wt％，氢氧化镍的含量为15～30wt％；
[0017]La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金的用量为85～94重量份，导电剂的用量为0.2～0.9重量份，负极粘结剂的用量为8～14重量份，钇氧化物的用量为0.2～1.0重量份；
[0018]所述La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金以粉末的形式使用，至少一部分导电剂包覆在所述La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金粉末的表面。
[0019]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，在所述正极的表面形成含第一电解质的正极胶层以得到胶浸正极；其中，所述正极胶层主要由聚四氟乙烯或丁苯橡胶形成，第一电解质由重量比为6～12:19～25:3.5～7.5的氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂组成。
[0020]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，在所述负极的表面形成含第二电解质的负极胶层以得到胶浸负极；其中，所述负极胶层主要由聚四氟乙烯或丁苯橡胶形成，第二电解质由重量比为6～12:19～25:3.5～7.5的氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂组成。
[0021]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，所述镍氢电池还包括含第三电解质的电解液，第三电解质由重量比为6～12:19～25:3.5～7.5的氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂组成。
[0022]根据本专利技术的镍氢电池，优选地，所述镍氢电池中还包括隔膜和外壳；
[0023]所述隔膜位于所述胶浸负极和所述胶浸正极之间，所述隔膜选自磺化隔膜、氟化隔膜或接枝隔膜中的一种或多种；
[0024]所述胶浸正极、胶浸负极、隔膜和电解液位于所述外壳内。
[0025]另一方面，本专利技术提供一种镍氢电池的制备方法，包括如下步骤：
[0026](1)提供包括含镍物质、金属氧化物、羟基氧化钴和正极粘结剂的正极材料，将正极材料涂覆在正极基体上，得到涂覆后正极基体；将涂覆后正极基体进行软化和修边，得到正极；将正极浸泡在含第一电解质的电解液中，然后浸于胶乳中，干燥后得到胶浸正极；
[0027]其中，所述含镍物质包括覆钴球形氢氧化镍和氢氧化镍，所述金属氧化物选自锌氧化物、钛氧化物和钇氧化物中的一种或多种；
[0028](2)将负极材料浆液涂覆在负极基体上，得到涂覆后负极基体，将涂覆后负极基体进行软化和修边处理，得到负极；将负极浸泡在含第二电解质的电解液中，然后浸于胶乳中，干燥后得到胶浸负极；
[0029]其中，负极材料浆液包括负极材料和水；负极材料包括La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金、导电剂、负极粘结剂和钇氧化物；
[0030](3)将隔膜置于胶浸正极和胶浸负极之间，然后卷绕成极组；将极组置于外壳中，得到第一预制品；
[0031](4)将含第三电解质的电解液加入第一预制品中，得到第二预制品；
[0032](5)将第二预制品预充电，得到第三预制品；
[0033](6)将第三预制品焊接盖帽，将盖帽按压入外壳内，得到第四预制品；将第四预制品加热至40～75℃，然后封口，得到镍氢电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍氢电池，其特征在于，所述镍氢电池包括正极和负极；所述正极包括正极基体和负载于所述正极基体上的正极材料，所述负极包括负极基体和负载于所述负极基体上的负极材料；所述正极材料包括含镍物质、金属氧化物、羟基氧化钴和正极粘结剂；所述含镍物质包括覆钴球形氢氧化镍和氢氧化镍，所述金属氧化物选自锌氧化物、钛氧化物和钇氧化物中的一种或多种；所述负极材料包括La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金、导电剂、负极粘结剂和钇氧化物。2.根据权利要求1所述的镍氢电池，其特征在于，所述La
‑
Y
‑
Ni系储氢合金具有如下所述的组成：RE
x
Y
y
Ni
d
Mn
a
Al
b
M
c
其中，RE选自La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种，且必须含有La；M选自Co、Cu、Fe、B中的一种或多种；其中，0.5≤x≤0.8，x+y＝2，0.2≤a≤0.6，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.3，7.2≤a+b+c+d≤7.7；x、y、a、b、c、d分别表示各元素的摩尔份数。3.根据权利要求1所述的镍氢电池，其特征在于，正极基体为泡沫镍，负极基体为镀镍钢带，正极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯或丁苯橡胶中的一种或多种，负极粘结剂选自聚四氟乙烯、丁苯橡胶或羧甲基纤维素钠中的一种或多种，导电剂选自炭黑、乙炔黑或石墨烯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的镍氢电池，其特征在于：含镍物质的用量为90～97重量份，金属氧化物的用量为1.5～4重量份，羟基氧化钴的用量为3～5重量份，正极粘结剂的用量为2～7重量份；以含镍物质为基准，覆钴球形氢氧化镍的含量为65～85wt％，氢氧化镍的含量为15～30wt％；La
‑
Y
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Ni系储氢合金的用量为85～94重量份，导电剂的用量为0.2～0.9重量份，负极粘结剂的用量为8～14重量份，钇氧化物的用量为0.2～1.0重量份；所述La
‑
Y
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Ni系储氢合金以粉末的形式使用，至少一部分导电剂包覆在所述La
‑
Y
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Ni系储氢合金粉末的表面。5.根据权利要求1所述的镍氢电池，其特征在于，在所述正极的表面形成含第一电解质的正极胶层以得到胶浸正极；其中，所述正极胶层主要由聚四氟乙烯或丁苯橡胶形成，第一电解质由重量比为6～12:19～25:3.5～7.5的氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂组成。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫慧忠，王利，邓沅，李宝犬，刘威，徐津，许永燕，许亚茹，
申请(专利权)人：内蒙古稀土功能材料创新中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：