CN101847719A - 一种低温高倍率放电的镍氢电池其制备方法及负极片 - Google Patents
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Abstract
本发明属于镍氢电池技术领域，提供一种低温高倍率放电的镍氢电池其制备方法及负极片。这种镍氢电池负极片，包括贮氢合金粉及其所附着的导电骨架，负极片表面具有富镍层，其中镍含量大于65％。这种镍氢电池，包括负极片，负极片表面具有富镍层，其中镍含量大于65％。这种镍氢电池的制备方法，包括负极片的制备，包括在负极片表面上形成富镍层，其中镍含量大于65％。本发明是通过增加负极表层的镍含量来增强镍氢负极的活性进而做到镍氢电池能够在低温环境下大电流放电，其制备方法简便容易实现，在-15℃低温条件下10倍率放电与常温下10倍率放电相比，10倍率放电效率高达95％以上，而且放电曲线平坦，在75％以上时间内放电电压集中在1-0.9V范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种镍氢电池及其制备方法，尤其涉及一种低温高倍率放电的镍氢电池其制备方法及负极片。
背景技术
镍镉电池采用氧化镉作为负极材料，严重污染了环境，随着人们对环境污染的重视程度越来越高，镍镉电池也将慢慢退出市场。镍氢电池使用贮氢合金作为负极材料，属于绿色能源。镍氢电池已经逐渐代替镍镉电池，广泛应用与各个领域。镍氢电池与镍镉电池相比，镍氢电池也有一定的局限性能。镍氢电池贮氢合金在低温环境下，合金活性差，负极表层电子传导性差，造成电池在低温放电能力差，尤其是低温大倍率放电能力，导致镍氢电池在一些寒冷的地区无法使用。这一点严重阻碍了镍氢电池的发展。
镍氢电池负极活性物质使用AB5或AB2合金，因受到合金晶体形状限制和合金性能最优化的考虑。目前工业化的AB5合金组成，合金中镍的含量≤60％；工业化的AB2合金中镍含量≤63％。从合金本身增加镍含量来提高负极表层的电子传导能力也是有限的。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可于低温下大倍率放电的镍氢电池其制备方法及负极片。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种低温高倍率放电镍氢电池的负极片，包括贮氢合金粉及其所附着的导电骨架，负极片表面具有富镍层，其中镍含量大于65％。
所述富镍层的厚度为0.5-3μm。实验表明，富镍层太薄其对镍氢电池的低温放电性能改善很有限，而富镍层太厚则影响贮氢合金粉的活性，使电池容量降低。
另一方面，本发明提供一种低温高倍率放电的镍氢电池，包括负极片，所述负极片表面具有富镍层，其中镍含量大于65％。
而且，本发明还提供一种低温大倍率放电镍氢电池的制备方法，包括负极片的制备，在负极片表面上形成富镍层，其中镍含量大于65％。
在本发明中，镍含量是指其质量百分含量。低温是指-10℃--40℃。高温是指高于40℃。高倍率是指大于或等于5C。
本发明是通过增加负极表层的镍含量来增强镍氢负极的活性进而做到镍氢电池能够在低温环境下大倍率放电，其制备方法简便容易实现，在-15℃低温条件下10倍率放电与常温下10倍率放电相比，10倍率放电效率高达95％以上，而且放电曲线平坦，在75％以上时间内放电电压集中在1-0.9V范围内。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的镍氢电池及常规镍氢电池的放电曲线。
具体实施方式
在本发明的一种优选的实施方式中，富镍层的厚度为0.5-3μm。实验表明，富镍层太薄其对镍氢电池的低温放电性能改善很有限，而富镍层太厚则影响贮氢合金粉的活性，使电池容量降低。
在本发明的一种优选的实施方式中，富镍层的镍含量为75％-95％。
下面结合实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种镍氢电池，负极片使用珠海金峰航电源科技有限公司生产的AB5贮氢合金粉，产品型号为6S。先采用化学镀镍的方法将贮氢合金粉表面镀镍，镀液为硫酸镍，氧化剂为次磷酸钠，镀液温度为85℃。把贮氢合金粉放在镀液内，化学镀10min.，经过滤，水洗，真空干燥处理，制得表层0.5-3μm内镍含量90-100％的贮氢合金粉。使用处理过的贮氢合金粉，负极导电骨架使用镍网，采用干法上粉的方式制作负极片，负极表层0.5-3μm内的镍含量80-95％。正极片使用河南新飞科隆电源有限公司生产的球形氢氧化亚镍，娄底红太阳电源新材料有限公司生产的氧化亚钴，正极导电骨架使用泡末镍，采用半干法上粉方式制作正极片。电解液使用30％的KOH溶液。装配成电池。
实施例2
一种镍氢电池，负极片使用珠海金峰航电源科技有限公司生产的AB5贮氢合金粉，产品型号为6S。负极导电骨架使用镍网，采用干法上粉的方式制作负极片，采用化学镀镍的方法，镀液为硫酸镍，氧化剂为次磷酸钠，镀液温度为85℃。把负极片放在镀液内，化学镀10min.，经过滤，水洗，真空干燥处理，这样制得表层0.5-3μm内镍含量85-100％的负极片。正极片使用河南新飞科隆电源有限公司生产的球形氢氧化亚镍，娄底红太阳电源新材料有限公司生产的氧化亚钴，正极导电骨架使用泡末镍，采用半干法上粉方式制作正极片。电解液使用30％的KOH溶液。装配成电池。
实施例3
一种镍氢电池，负极片使用珠海金峰航电源科技有限公司生产的AB5贮氢合金粉，产品型号为6S。负极导电骨架使用镍网，采用干法上粉的方式制作负极片，负极片置于30％KOH溶液内，溶液温度80℃，把负极片浸泡25小时，经水洗，干燥处理，这样制得表层0.5-3μm内镍含量68-80％的负极片。正极片使用河南新飞科隆电源有限公司生产的球形氢氧化亚镍，娄底红太阳电源新材料有限公司生产的氧化亚钴，正极导电骨架使用泡末镍，采用半干法上粉方式制作正极片。电解液使用30％的KOH溶液。装配成电池。
实施例4
一种镍氢电池，负极片使用珠海金峰航电源科技有限公司生产的AB5贮氢合金粉，产品型号为6S。负极导电骨架使用镍网，采用干法上粉的方式制作负极片。正极片使用河南新飞科隆电源有限公司生产的球形氢氧化亚镍，娄底红太阳电源新材料有限公司生产的氧化亚钴，正极导电骨架使用泡末镍，采用半干法上粉方式制作正极片。电解液使用30％的KOH溶液。装配成电池。电池封口后，常温搁置3天，进行第一次化成，第一次化成结束后，进行第一次高温陈化，在85℃环境内搁置75小时。第一次高温陈化结束之后，进行第二次化成，第二次化成结束后，进行第二次高温陈化，在85℃环境内搁置75小时。电池这样高温陈化处理后，负极表层0.5-3μm内的镍含量68-80％。
实施例5
一种镍氢电池，负极片使用珠海金峰航电源科技有限公司生产的AB5贮氢合金粉，产品型号为6S。负极导电骨架使用镍网，采用干法上粉的方式制作负极片。正极片使用河南新飞科隆电源有限公司生产的球形氢氧化亚镍，娄底红太阳电源新材料有限公司生产的氧化亚钴，正极导电骨架使用泡末镍，采用半干法上粉方式制作正极片。电解液使用30％的KOH溶液。装配成电池。电池封口后，常温搁置3天，第一次化成，第一次化成结束后，采用大倍率活化，电池先用0.6C充满电，放置60min.，然后10C放电到0.8V，这样反复进行充放电7次。电池这样大倍率放电处理后，负极表层0.5-3μm内的镍含量68-80％。
对比例6
正极使用河南新飞科隆电源有限公司生产的球形氢氧化亚镍，娄底红太阳电源新材料有限公司生产的氧化亚钴，正极导电骨架使用泡末镍，采用半干法上粉方式制作正极片。负极片使用珠海金峰航电源科技有限公司生产的AB5贮氢合金粉，产品型号为6S。负极导电骨架使用镍网，采用干法上粉的方式制作负极片。电解液使用30％的KOH溶液。装配成电池。
测试例7
使用X射线光电能谱表面分析方法(XPS)检测以上各实施例中负极表面0.5-3μm厚度范围内镍的重量百分含量，检测结果如下表：
| 电池类别 | 负极表层0.5～3μm内的镍含量(％) |
| 实施例1 | 92.5 |
| 实施例2 | 89.3 |
| 实施例3 | 76.8 |
| 实施例4 | 75.3 |
| 实施例5 | 75.6 |
| 实施例6 | 55.6 |
测试例8
测试以上实施例1-6中得到的电池的低温大倍率放电能力，得到如图2所示的放电曲线，图中1-6分别表示实施例1-6中所得各电池的放电曲线。测试条件及方法：常温1C充电72min，在-15℃环境搁置12小时，10放电到0.5V；充放电设备使用：广州擎天BS9361二次电池性能测试装置；低温箱使用：东莞明驰高低温湿热试验箱。由放电曲线可以看出，采用本发明方法所得到的镍氢电池低温下放电性能良好，放电曲线平坦，在75％以上时间内放电电压集中在1-0.9V范围内。测试结果见下表：
Claims (10)
1.一种低温高倍率放电镍氢电池的负极片，包括贮氢合金粉及其所附着的导电骨架，其特征在于：所述负极片表面具有富镍层，其中镍含量大于65％。
2.根据权利要求1所述的低温高倍率放电镍氢电池的负极片，其特征在于：所述富镍层的厚度为0.5-3μm。
3.一种低温高倍率放电的镍氢电池，包括负极片，其特征在于：所述负极片表面具有富镍层，其中镍含量大于65％。
4.根据权利要求3所述的低温高倍率放电的镍氢电池，其特征在于：所述富镍层的厚度为0.5-3μm。
5.一种如权利要求3所述的镍氢电池的制备方法，包括负极片的制备，其特征在于：包括在负极片表面上形成富镍层，其中镍含量大于65％。
6.根据权利要求5所述镍氢电池的制备方法，其特征在于：先将贮氢合金粉表面镀镍，直到贮氢合金粉表面镍含量大于65％，然后用镀过镍的贮氢合金粉及导电骨架制备负极片。
7.根据权利要求5所述镍氢电池的制备方法，其特征在于：先用贮氢合金粉及导电骨架制备负极片，再将负极片表面镀镍，直到负极片表面镍含量大于65％。
8.根据权利要求5所述镍氢电池的制备方法，其特征在于：先用贮氢合金粉及导电骨架制备负极片，再将负极片于高温碱溶液中浸泡使负极片表面其它元素溶解而在表面形成富镍层，直到负极片表面镍含量大于65％。
9.根据权利要求5所述镍氢电池的制备方法，其特征在于：先将正、负极及电解液装配成电池，将电池化成一次，然后60～100℃下陈化，依次反复进行化成和高温陈化，直到负极片表面镍含量大于65％。
10.据权利要求5所述镍氢电池的制备方法，其特征在于：将正、负极及电解液装配成电池，将电池化成一次，接着将电池先用0.1C～1C充满电，放置一段时间，再高倍率放电到0.8V，反复进行充放电3～10次，直到负极片表面镍含量大于65％。
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| CN102694151A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-09-26 | 益阳科力远电池有限责任公司 | 氢镍电池负极极片制作方法 |
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2009
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