CN102820457A - 一种动力电池的负极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池的负极的制备方法，包括如下步骤：(1)制备储氢合金材料，合金的按如下分子式为La0.5Nd0.2Pr0.1Mg0.2Ni4Al0.1Mn0.3；(2)准备复合导电剂，导电剂成分包括铜粉、镍粉、乙炔黑、碳纳米管；(3)制备负极材料浆料，将上述储氢合金及复合导电剂在真空球磨机中机械球磨得到混合粉末，在混合粉末中加入适量的粘结剂HPMC(羧甲基纤维素)和SBR(羧基丁苯乳胶)添加适量的水调制成膏状涂料；(4)将以上配好的膏状涂料均匀地涂敷在泡沫镍上，先经过室温干燥、压制成需要的厚度，经过剪裁最终制得负极片。本发明制备的动力电池的负极，采用了特殊的储氢合金及导电剂，提高合金颗粒的抗粉化和抗腐蚀能力的同时，提高了充放电性能，因而增加了电池容量并延长了使用寿命。

Description

一种动力电池的负极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池负极的制备方法，尤其涉及一种动力电池的负极的制备方法。
背景技术
随着环保、节能方面的要求进一步提出，内燃机汽车的发展面临着严重的石油危机和环境污染。解决这一问题的根本途径是大力发展电动汽车，电动汽车的动力之源——电池是制约其发展的最主要的瓶颈技术之一。镍氢电池以其优异的综合性能成为目前电动汽车最主要的动力之源。负极板是制作镍氢电池的主要部件，它的性能直接影响镍氢电池的性能。但是，镍氢电池对于负电极的最大放电容量，充放电循环稳定性都有一定的要求，改善负电极的充放电性能，是负电极材料的研究目的之一；另外，负电极在反复的充放电循环过程中，容易出现合金粉化和被腐蚀的现象，从而影响付电极的性能。因此迫切需要提供一种充放电性能好、容量大、耐腐蚀能力强的动力电池的负极。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力电池的负极的制备方法，使用该方法制备的负极具有容量高、制造成本低、耐腐蚀能力强。
为了实现上述目的，本发明提供的一种动力电池的负极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，制备储氢合金材料
按如下分子式的储氢合金材料La0.5Nd0.2Pr0.1Mg0.2Ni4Al0.1Mn0.3准备各金属成分，将准备好各个金属放入高温熔炼炉中，通氩气保护，升温熔炼，反复3次，得到熔炼均匀的储氢合金，将破碎，研磨，得到粉末状储氢合金材料，备用；步骤2，准备复合导电剂：
按如下重量比准备复合导电剂
Figure BDA00002074222600021
步骤3，制备负极材料浆料
将上述储氢合金及复合导电剂在真空球磨机中机械球磨8-10h，球磨转速为450-500r/min，球料比为30∶1，球磨后过200目筛得到混合粉末，在混合粉末中加入适量的粘结剂、和水调制成膏状涂料；
步骤4，涂覆、压制、剪裁，得到动力电池的负极片
将以上配好的膏状涂料均匀地涂敷在泡沫镍上，先经过室温干燥24-48h，然后在再在10-15MPa的压力下压制成需要的厚度，经过剪裁最终制得负极片。
其中，所述碳纳米管的制备方法优选为：将直径为30-50nm碳纳米管经浓硫酸进行纯化，并在氩气气氛下800-1000℃热处理3-4小时。
其中，所述粘结剂优选为HPMC(羧甲基纤维素)和SBR(羧基丁苯乳胶)。
步骤3中各组分重量比优选为：储氢合金∶复合导电剂∶HPMC∶SBR＝100∶2-5∶20-25∶4-6。
本发明制备的动力电池的负极，采用了特殊的储氢合金及导电剂，提高合金颗粒的抗粉化和抗腐蚀能力的同时，提高了充放电性能，因而增加了电池容量并延长了使用寿命。
具体实施方式
实施例一
制备储氢合金材料
按如下分子式的储氢合金材料La0.5Nd0.2Pr0.1Mg0.2Ni4Al0.1Mn0.3准备各金属成分，将准备好各个金属放入高温熔炼炉中，通氩气保护，升温熔炼，反复3次，得到熔炼均匀的储氢合金，将破碎，研磨，得到粉末状储氢合金材料，备用。
准备复合导电剂
按如下重量份准备复合导电剂：
其中碳纳米管的制备方法为：
将直径为30nm碳纳米管经浓硫酸进行纯化，并在氩气气氛下800℃热处理3小时。
制备负极材料浆料
将上述储氢合金及复合导电剂在真空球磨机中机械球磨8h，球磨转速为450r/min，球料比为30∶1，球磨后过200目筛得到混合粉末，在混合粉末中加入适量的粘结剂HPMC(羧甲基纤维素)和SBR(羧基丁苯乳胶)添加适量的水调制成膏状涂料，以上物质的质量比为：储氢合金∶复合导电剂∶HPMC∶SBR＝100∶2∶20∶4。
涂覆、压制、剪裁，得到动力电池的负极片
将以上配好的膏状涂料均匀地涂敷在泡沫镍上，先经过室温干燥24h，然后在再在10MPa的压力下压制成需要的厚度，经过剪裁最终制得负极片。
实施例二
制备储氢合金材料
同实施例一。
准备复合导电剂
按如下重量份准备复合导电剂：
Figure BDA00002074222600032
其中碳纳米管的制备方法为：
将直径为50nm碳纳米管经浓硫酸进行纯化，并在氩气气氛下1000℃热处理4小时。
制备负极材料浆料
将上述储氢合金及复合导电剂在真空球磨机中机械球磨10h，球磨转速为500r/min，球料比为30∶1，球磨后过200目筛得到混合粉末，在混合粉末中加入适量的粘结剂HPMC(羧甲基纤维素)和SBR(羧基丁苯乳胶)添加适量的水调制成膏状涂料，以上物质的质量比为：储氢合金∶复合导电剂∶HPMC∶SBR＝100∶5∶25∶6。
涂覆、压制、剪裁，得到动力电池的负极片
将以上配好的膏状涂料均匀地涂敷在泡沫镍上，先经过室温干燥48h，然后在再在15MPa的压力下压制成需要的厚度，经过剪裁最终制得负极片。
比较例
采用市面常用的AB5型储氢合金，导电剂仅采用碳纳米管，储氢合金和碳纳米管及镍粉的重量比为100：5：10，其它同实施例1。
测试实施例1、2及比较例中的负极片应用同样的镍氢动力电池中，在1C充电10C放电的条件下测试得到的电性能如表1所示。
表1
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做出的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种动力电池的负极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，制备储氢合金材料
按如下分子式的储氢合金材料La0.5Nd0.2Pr0.1Mg0.2Ni4Al0.1Mn0.3准备各金属成分，将准备好各个金属放入高温熔炼炉中，通氩气保护，升温熔炼，反复3次，得到熔炼均匀的储氢合金，将破碎，研磨，得到粉末状储氢合金材料，备用；
步骤2，准备复合导电剂：
按如下重量比准备复合导电剂
铜粉      1-3
镍粉      2-3
乙炔黑    1-2
碳纳米管  0.5-1；
步骤3，制备负极材料浆料
将上述储氢合金及复合导电剂在真空球磨机中机械球磨8-10h，球磨转速为450-500r/min，球料比为30∶1，球磨后过200目筛得到混合粉末，在混合粉末中加入适量的粘结剂、和水调制成膏状涂料；
步骤4，涂覆、压制、剪裁，得到动力电池的负极片
将以上配好的膏状涂料均匀地涂敷在泡沫镍上，先经过室温干燥24-48h，然后在再在10-15MPa的压力下压制成需要的厚度，经过剪裁最终制得负极片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂为HPMC和SBR。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3中各组分重量比为：储氢合金∶复合导电剂∶HPMC∶SBR＝100∶2-5∶20-25∶4-6。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管的制备方法为：
将直径为30-50nm碳纳米管经浓硫酸进行纯化，并在氩气气氛下800-1000℃热处理3-4小时。
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