CN102779983A - 一种高功率镍氢电池正极的制作方法 - Google Patents

一种高功率镍氢电池正极的制作方法 Download PDF

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Abstract

一种高功率镍氢电池正极的制作方法，包括步骤一：将氢氧化镍和氢氧化钴混合,并添加少量氧化钇作为添加剂，然后充分搅拌混合制成混合粉；步骤二：将铝粉加入混合粉中，然后充分搅拌混合制成粉末，铝粉的粒径控制在20-100微米；步骤三：将粉末通过物理填充的方式填充到基体上，再经过辊机进行辊压，使得粉末可以充分与基体接触，形成正极片；步骤四：将正极片送入高温隧道窑进行高温处理，再次用辊机进行辊压，高温隧道窑内的温度控制在150-300℃。采用铝粉作为填充物，提高镍氢电池的高功率放电性能。

Description

一种高功率镍氢电池正极的制作方法
技术领域
本发明涉及镍氢电池生产工艺，具体地说是指一种高功率镍氢电池正极的制作方法。
背景技术
随着人们对环境保护的重视,传统的汽车行业正在寻求新的出路,环保低碳的电动汽车自然成为各公司重点研发的对象,从而给电池行业带来了新的发展空间。目前电动汽车用电池主要有三种类型：铅酸电池，镍氢电池，锂电池。铅酸电池由于对环境有破坏性和自身的能质比较低等原因，已经被大部分厂家所放弃，而锂离子电池则由于其自身安全性的原因，让大多数厂家畏首畏尾，即便投入了大量资金进行开发，开发出来的产品却轻易不敢量产。
镍氢电池则因其的能质比较高，对环境无污染，安全可靠等突出优点迅速的在电动汽车市场占据一席之地。但是镍氢电池在电动汽车行业的应用仍然有较大的限制，主要体现在镍氢电池高功率放电性能较差，高低温情况下放电效率较低等方面。
现有镍氢电池正极的制作工艺是在镍氢电池正极的基体与活性物质之间采用物理填充并添加有机胶黏剂进行粘合，有机胶黏剂作为填充物，易导致基体与活性物质之间接触不紧密，而且接触电阻增大。如果可以有效的降低其接触电阻，便可明显的提高其高功率放电效率。本发明则基于以上考虑，调整工艺，并适当增加添加剂以提高镍氢电池正极活性物质和基体之间的结合力，从而有效的降低接触电阻，提高镍氢电池的高功率放电性能。
发明内容
本发明提供一种高功率镍氢电池正极的制作方法，其主要目的在于克服现有镍氢电池正极片自身的阻抗高，导致电池内阻大，从而影响电池放电性能的缺点。
本发明采用如下技术方案：
一种高功率镍氢电池正极的制作方法，包括以下步骤：
1）活性物质的制备：将氢氧化镍和氢氧化钴混合,并添加少量氧化钇作为添加剂，然后充分搅拌混合制成混合粉，该混合粉按重量份包括：氢氧化镍85-95份、氢氧化钴2-10份、氧化钇0.1-5份。
2）混合填充物：将铝粉加入混合粉中，然后充分搅拌混合制成粉末，铝粉的粒径控制在20-100微米，该粉末按重量份包括：混合粉95-101份、铝粉0.5-6份。
3）接触基体：将粉末通过物理填充的方式填充到基体上，填充后经过辊机进行辊压，使得粉末可以充分与基体接触，形成正极片。
4）后续处理：将正极片送入高温隧道窑进行高温处理，然后再次用辊机进行辊压，高温隧道窑内的温度控制在150-300℃。
进一步的，所述混合粉和粉末的搅拌混合方式均采用机械搅拌或超声振荡方式。
进一步的，所述高温隧道窑内设有用于输送正极片的输送带，该输送带输送方向和高温隧道窑的长度方向相同，该高温隧道窑的长度控制在3-10米，该输送带的输送速度控制在0.3-0.7m/min。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本方法制备的镍氢电池正极，因其不使用有机胶黏剂，且微熔的铝粉在压力作用下会填充在基体与活性物质之间的缝隙中，提高了活性物质和基体之间的结合力，使得活性物质与基体接触更充分，减少粘连及混合分层的可能，从而有效地降低接触电阻，提高镍氢电池的高功率放电性能。采用铝粉作为填充物，铝粉通过辊压-高温-辊压的整体工艺流程，使得其通过高温隧道窑能产生微熔并利用辊压的方式使得微熔后的铝粉将活性物质与基体连接更充分，而且由于铝粉完全填充在活性物质与基体之间，被压实在其内部，也有效地减缓其与碱性电解液的反应。
具体实施方式
    下面说明本发明的具体实施方式。
实施例一
一种高功率镍氢电池正极的制作方法，包括以下步骤：
1）活性物质的制备：将氢氧化镍和氢氧化钴混合,并添加少量氧化钇作为添加剂，然后采用机械搅拌充分混合制成混合粉，该混合粉按重量份包括：氢氧化镍90份、氢氧化钴5份、氧化钇3份。
2）混合填充物：将铝粉加入混合粉中，然后采用超声振荡方式充分混合制成粉末，铝粉的粒径控制在20-100微米，该粉末按重量份包括：混合粉100份、铝粉3份。
3）接触基体：将粉末通过物理填充的方式填充到基体上，填充后经过辊机进行辊压，使得粉末可以充分与基体接触，形成正极片。
4）后续处理：将正极片送入高温隧道窑内的输送带上进行高温处理，然后再次用辊机进行辊压，该高温隧道窑内的温度控制在200℃，其长度控制在5米，所述输送带输送方向和高温隧道窑的长度方向相同，其输送速度控制在0.3m/min。利用高温将低熔点的铝粉轻微的熔化，然后立即再次用辊机进行辊压，利用辊压使得微熔的铝粉与活性物质更好的接触，并也与基体更好的接触，使得正极片自身电阻得以明显降低。
依据上述方法制作AA1500mAh正极片，同时依据现行工艺，正极不添加铝粉，只经过一次辊压，无高温隧道窑过程制作常规正极片，对比其电池放电情况如下表格。
  1C放电容量 5C放电容量 10C放电容量
本工艺 1570mAh      1552(98.8%)     1497(95.4%)
现有工艺 1582mAh 1469(92.8%) 1341(84.8%)
对比其5C和10C放电情况，从上述表格上可以看出， 本工艺明显提高了镍氢电池的高功率放电性能。
实施例二
一种高功率镍氢电池正极的制作方法，包括以下步骤：
1）活性物质的制备：将氢氧化镍和氢氧化钴混合,并添加少量氧化钇作为添加剂，然后，采用超声振荡方式充分混合制成混合粉，该混合粉按重量份包括：氢氧化镍85份、氢氧化钴2份、氧化钇0.1份。
2）混合填充物：将铝粉加入混合粉中，然后采用机械搅拌充分搅拌混合制成粉末，铝粉的粒径控制在20-100微米，该粉末按重量份包括：混合粉95份、铝粉0.5份。
3）接触基体：将粉末通过物理填充的方式填充到基体上，填充后经过辊机进行辊压，使得粉末可以充分与基体接触，形成正极片。
4）后续处理：将正极片送入高温隧道窑内的输送带上进行高温处理，然后再次用辊机进行辊压，该高温隧道窑内的温度控制在150℃，其长度控制在3米，所述输送带输送方向和高温隧道窑的长度方向相同，其输送速度控制在0.5m/min。利用高温将低熔点的铝粉轻微的熔化，然后立即再次用辊机进行辊压，利用辊压使得微熔的铝粉与活性物质更好的接触，并也与基体更好的接触，使得正极片自身电阻得以明显降低。
    实施例三
一种高功率镍氢电池正极的制作方法，包括以下步骤：
1）活性物质的制备：将氢氧化镍和氢氧化钴混合,并添加少量氧化钇作为添加剂，然后采用机械搅拌充分混合制成混合粉，该混合粉按重量份包括：氢氧化镍95份、氢氧化钴10份、氧化钇5份。
2）混合填充物：将铝粉加入混合粉中，然后采用超声振荡方式充分混合制成粉末，铝粉的粒径控制在100微米，该粉末按重量份包括：混合粉101份、铝粉6份。
3）接触基体：将粉末通过物理填充的方式填充到基体上，填充后经过辊机进行辊压，使得粉末可以充分与基体接触，形成正极片。
4）后续处理：将正极片送入高温隧道窑内的输送带上进行高温处理，然后再次用辊机进行辊压，该高温隧道窑内的温度控制在300℃，其长度控制在10米，所述输送带输送方向和高温隧道窑的长度方向相同，其输送速度控制在0.7m/min。利用高温将低熔点的铝粉轻微的熔化，然后立即再次用辊机进行辊压，利用辊压使得微熔的铝粉与活性物质更好的接触，并也与基体更好的接触，使得正极片自身电阻得以明显降低。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种高功率镍氢电池正极的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）活性物质的制备：将氢氧化镍和氢氧化钴混合,并添加少量氧化钇作为添加剂，然后充分搅拌混合制成混合粉，该混合粉按重量份包括：氢氧化镍85-95份、氢氧化钴2-10份、氧化钇0.1-5份；
2）混合填充物：将铝粉加入混合粉中，然后充分搅拌混合制成粉末，铝粉的粒径控制在20-100微米，该粉末按重量份包括：混合粉95-101份、铝粉0.5-6份；
3）接触基体：将粉末通过物理填充的方式填充到基体上，填充后经过辊机进行辊压，使得粉末可以充分与基体接触，形成正极片；
4）后续处理：将正极片送入高温隧道窑进行高温处理，然后再次用辊机进行辊压，高温隧道窑内的温度控制在150-300℃。
2. 如权利要求1所述的一种高功率镍氢电池正极的制作方法，其特征在于：所述混合粉和粉末的搅拌混合方式均采用机械搅拌或超声振荡方式。
3.如权利要求1所述的一种高功率镍氢电池正极的制作方法，其特征在于：所述高温隧道窑内设有用于输送正极片的输送带，该输送带输送方向和高温隧道窑的长度方向相同，该高温隧道窑的长度控制在3-10米，该输送带的输送速度控制在0.3-0.7m/min。
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