一种镍镉电池负极及其制备方法和含有该负极的电池技术

一种镍镉电池负极及其制备方法，该负极包括负极集流体、附着在该负极集流体上的负极材料层和附着在该负极材料层上的镍层，其中，在所述镍层的表面还附着有电子透过性膜，所述电子透过性膜为一种有机膜。本发明专利技术还提供了一种镍镉二次电池。本发明专利技术提供的镍镉电池负极在镍层的表面附着有电子透过性膜，该电子透过性膜能够抑制镉和镍的溶出，防止用该负极制成的电池内部微短路现象，从而降低了制成的电池的自放电率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镍镉电池负极及其制备方法和含有该负极的电池。
技术介绍
镍镉电池具有容量大、寿命长、制造简单及成本低等优点，而且循环次 数可达几百甚至上千次。随着国民经济的发展，镍镉电池已经广泛用于国防、 消防、航天、家用电器、办公机器、通讯设备和电动工具等方面的供电系统 中。镍镉电池一般包括正极、负极以及位于正极和负极之间的隔膜，所述正 极通常为泡沬镍，所述负极包括负极导电基体和涂覆在负极导电基体或填充在负极导电基体中的负极材料层，所述负极材料含有CdO和粘合剂，粘合剂一般为有机聚合物如羧甲基纤维素钠。电池中还含有电解液，所述电解液 通常为碱液，例如氢氧化钾水溶液。为了提高镍镉电池的大电流放电性能和循环性能，可以在负极材料层的 表面镀一层镍。但是负极镀有镍层的电池在贮存或循环使用过程中，负极中 的镉和镍微粒会有部分溶出，嵌在隔膜材料中，造成电池微短路，从而导致电池自放电现象的发生。表1为普通镍镉电池(A)和负极镀有镍层的镍镉 电池(B)在60'C的条件下放置7天的自放电情况对比数据。表1电池编号初始容量mAh搁置后容量mAh自放电率％A150088940.7B1552.5732.552.8从表l中可以看出，对于负极镀有镍层的镍镉电池，由于负极中镉和镍 的溶出而发生的自放电率非常高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中负极镀有镍层的镍镉电池自放电率 高的问题，提供一种能够降低自放电率的镍镉电池负极以及含有该负极的电 池。本专利技术提供了一种镍镉电池负极，该负极包括负极集流体、附着在该负 极集流体上的负极材料和附着在该负极材料上的镍层，其中，在所述镍层的 表面还附着有电子透过性膜，所述电子透过性膜为 一种有机膜。本专利技术还提供了一种镍镉电池负极的制备方法，该方法包括在负极集流 体上附着负极材料层和在该负极材料层上附着镍层，其中，该方法还包括在 所述镍层上附着电子透过性膜，所述电子透过性膜为一种有机膜。本专利技术还提供了一种镍镉二次电池，该电池包括电极组、碱性电解液和 电池壳体，所述电极组和碱性电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括巻 绕的正极、负极和隔板，隔板位于正极和负极之间，其中，所述负极为本发 明提供的负极。本专利技术提供的镍镉电池负极在镍层的表面附着有电子透过性膜，该电子 透过性膜能够抑制镉和镍的溶出，防止用该负极制成的电池内部微短路现 象，从而降低了电池的自放电率。具体实施例方式本专利技术提供的镍镉电池负极包括负极集流体、附着在该负极集流体上的 负极材料和附着在该负极材料上的镍层，其中，在所述镍层的表面还附着有 电子透过性膜，所述电子透过性膜为一种有机膜。所述电子透过性膜可以为任何能够抑制镉和镍的溶出并允许电子通过 的膜层。优选情况下，所述电子透过性膜含有水溶性聚合物，该水溶性聚合 物可以为任何溶于水后能够形成粘性溶液，涂在极片表面干燥后可形成电子透过性膜的聚合物，优选为聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和聚乙二醇(PEG)中的一种或几种。优选情况下，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇和聚四氟乙烯中的两种或两种以上；任意两种水溶性聚合物之间的重量比可以为1:0.1-10，优选为1:0.2-5。所述聚乙二醇的重均分子量可以为600-20000，优选为2000-6000;所述聚乙烯醇的醇解度可以为80-99%，优选为90-99%，聚合度可以为500-2000，优选为1000-2000。所述电子透过性膜的厚度可以为0.1-5微米，优选为0.5-2微米。所述镍层的厚度可以为0.2-3微米，优选为0.5-1微米。其中，所述负极材料含有主组分和粘合剂，所述主组分可以为镉的单质、氧化物和/或氢氧化物。所述粘合剂的种类和含量为本领域技术人员所公知，例如，所述粘合剂可以为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯中一种或几种。 一般来说，粘合剂的含量为主组分的0.01-5重量％，优选为0.02-3重量％。所述负极材料还可以含有添加剂，添加剂的种类和含量为本领域技术人员所公知。例如，所述添加剂选自石墨、炭黑、镍粉、钴粉等中的一种或几种。 一般来说，所述添加剂的含量为主组分的0.1-15重量％，优选为0.5-10重量％。所述负极集流体可以为任何常规的适用于镍镉电池的集流体，例如，可 以为多孔金属，优选为泡沫镍、毛毡片结构的基体、金属穿孔板和多孔拉制 金属网中的一种。本专利技术还提供了一种镍镉电池负极的制备方法，该方法包括在负极集流 体上附着负极材料层和在该负极材料层上附着镍层，其中，该方法还包括在 所述镍层上附着电子透过性膜，所述电子透过性膜为一种有机膜。所述电子透过性膜可以为任何溶于水后能够形成粘性溶液，涂在极片表 面干燥后可形成电子透过性薄膜的高分子聚合物，例如，可以为聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和聚乙二醇 (PEG)中的一种或几种。优选情况下，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲 基纤维素、聚乙二醇和聚四氟乙烯中的两种或两种以上；任意两种水溶性聚 合物之间的重量比可以为1:0.1-10，优选为1: 0.2-5。所述聚乙二醇的重均分子量可以为600-20000，优选为2000-6000;所述 聚乙烯醇的醇解度可以为80-99%，优选为90-99%，聚合度可以为500-2000， 优选为1000-2000。所述电子透过性膜的厚度可以为0.1-2微米，优选为0.5-1 微米。在所述镍层上附着电子透过性膜可以为将附着有负极材料层和镍层的 负极集流体与含有水溶性聚合物的水溶液接触。所述水溶性聚合物的水溶液 的用量和接触的条件使得在负极材料层表面形成的电子透过性膜的厚度为 0.1-5微米。例如，接触的方法可以为将所述水溶性聚合物溶于去离子水中， 配制成水溶性聚合物浓度为1-10重量％、优选为2-8重量％的溶液，然后将 镀有镍层的负极片在该溶液中浸泡2-10秒，取出后在80-10(TC下烘干。 所述镍层的厚度可以为0.2-3微米，优选为0.5-1微米。 所述在负极材料层上附着镍层的方法可以为常规的镀镍方法，例如将附 着有负极材料层的负极片浸入温度为25-3(TC的镀液中(以所述镀液的总重 量为基准，所述镀液中含有10-20重量％的硫酸镍、2-8重量％的氯化镍和 0.5-3重量％的十二垸基磺酸钠)作为阴极，以铜板作为阳极，接通直流电流，电流密度可以为0.2-0.25毫安/平方厘米，电镀时间可以为1-2分钟。其中，所述负极材料含有主组分和粘合剂，所述主组分可以为镉的单质、 氧化物和/或氢氧化物。所述粘合剂的种类和含量为本领域技术人员所公知， 例如，所述粘合剂可以为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、 聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯中一种或几种。 一般来说，粘合剂的含量为主组分 的0.01-5重量％，优选为0.02-3重量％。所述负极材料还可以含有添加剂，添加剂的种类和含量为本领域技术人 员所公知。例如，所述添加剂选自石墨、炭黑、镍粉、钴粉中的一种或几种。 一般来说，所述添加剂的含量为主组分的0.1-15重量％，优选为0.5-10重量 %。所述负极集流体可以为任何常规的适用于镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍镉电池负极，该负极包括负极集流体、附着在该负极集流体上的负极材料层和附着在该负极材料层上的镍层，其特征在于，在所述镍层的表面还附着有电子透过性膜，所述电子透过性膜为一种有机膜。

【技术特征摘要】
1、一种镍镉电池负极，该负极包括负极集流体、附着在该负极集流体上的负极材料层和附着在该负极材料层上的镍层，其特征在于，在所述镍层的表面还附着有电子透过性膜，所述电子透过性膜为一种有机膜。2、 根据权利要求1所述的负极，其中，所述电子透过性膜的厚度为0.1-5 微米。3、 根据权利要求1或2所述的负极，其中，所述电子透过性膜含有水 溶性聚合物，该水溶性聚合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维 素和聚乙二醇中的一种或几种。4、 根据权利要求3所述的负极，其中，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、 羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和聚乙二醇中的两种或两种以上；任意两 种水溶性聚合物之间的重量比为1:0.1-10。5、 根据权利要求1所述的负极，其中，所述镍层的厚度为0.2-3微米； 所述负极材料层含有主组分和粘合剂，所述主组分为镉的单质、氧化物和/ 或氢氧化物；所述粘合剂为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、 聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯中的一种或几种；所述负极集流体为多孔金属。6、 一种镍镉电池负极的制备方法，该方法包括提供一种表面上附着有 负极材料层，且在该负极材料层上附...

【专利技术属性】
技术研发人员：余安明，罗永良，肖瑞娟，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]