CN102956930A

CN102956930A - 一种高温浮充耐久性镍氢电池

Info

Publication number: CN102956930A
Application number: CN2011102544340A
Authority: CN
Inventors: 刘淼; 贾红杰; 胡彦庆
Original assignee: HUNAN GREPOW NEW ENERGY CO Ltd
Current assignee: HUNAN GREPOW NEW ENERGY CO Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明属于镍氢电池技术领域，提供一种高温浮充耐久性镍氢电池。这种高温浮充耐久性镍氢电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，所述正极单位面积承受电流满足20～25mA/cm²，活性物质为掺杂5％Co+3％Zn的球镍，导电物质为CoO，含量4～10％，添加剂为锆的氧化物，含量1～5％；所述负极单位面积承受电流满足18～23mA/cm²，活性物质为高镧AB5合金，镧含量大于25％，负极表层0.5～3μm内有富镍层，镍含量大于65％；所述隔膜为高温耐碱隔膜；所述电解液为NaOH、LiOH混合溶液，LiOH的浓度15～35g/L，电解液OH^-的摩尔浓度5.0～5.2mol/L。根据本发明的高温浮充耐久性镍氢电池，高温浮充耐久性好，完全满足ICEL 1010：2006标准，可应用在应急灯等高温环境领域。

Description

一种高温浮充耐久性镍氢电池

技术领域

本发明涉及镍氢电池，尤其涉及一种高温浮充耐久性镍氢电池。

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，受负极吸氧能力的限制，镍氢电池耐过充能力低，尤其是高温环境耐浮充能力更低，这一点严重限制了镍氢电池在应急灯等用在高温环境领域的使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高温浮充耐久性镍氢电池。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种高温浮充耐久性镍氢电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，所述正极单位面积承受电流满足20～25mA/cm²，活性物质为掺杂5％Co+3％Zn的球镍，导电物质为CoO，含量4～10％，添加剂为锆的氧化物，含量1～5％；所述负极单位面积承受电流满足18～23mA/cm²，活性物质为高镧AB5合金，镧含量大于25％，负极表层0.5～3μm内有富镍层，镍含量大于65％；所述隔膜为高温耐碱隔膜；所述电解液为NaOH/LiOH水溶液，LiOH的浓度15～35g/L，电解液OH^-的摩尔浓度5.0～5.2mol/L。

所述正极添加剂为氧化锆。

所述负极活性物质AB5合金的镧含量为26％。

所述负极中添加2～8％的镍粉，镍粉的粒径D500.1～0.5微米。

所述隔膜为聚丙烯隔膜或特殊尼龙隔膜。

本发明中，除有特别说明，百分数为质量百分数。

本发明的有益效果：高温浮充耐久性好，完全满足ICEL 1010：2006标准(Industry Committee for Emergency Lighting)，可应用在应急灯等高温环境领域。

具体实施方式

本发明从多方面提升镍氢电池高温浮充耐久性，使其满足ICEL 1010：2006标准，从而可以用于应急灯等高温环境领域。

首先，通过改善正极配方，来提高正极氧的析出电位，在使用时候减少氧的析出，来提高镍氢电池高温浮充耐久性。增加电极面积，减小单位面积上所承担的电流，降低电极反应极化，降低氧的析出速度，来提高镍氢电池高温浮充耐久性。正极单位面积承受电流满足 20～25mA/cm²，正极活性物质采用掺杂5％Co+3％Zn的球镍，正极导电物质采用CoO，含量4～10％，添加剂采用Zr(锆)的氧化物，含量1～5％。

其次，通过改善负极，因镍对于负极氧的复合吸收有很好的催化性能，因此提高负极表面的镍含量，来提高负极的吸氧能力。二是增加电极面积，增加氧气和负极的接触面积，从而更有效的吸收氧气。负极采用高镧AB5合金，镧含量大于25％，单位面积承受电流满足18～23mA/cm²。负极表层0.5～3μm内形成富镍层，镍含量大于65％，通过添加镍粉来实现，负极添加镍粉，添加量2～8％，镍粉的粒径D500.1～0.5微米。提高负极表面的富镍层的方法也可参考深圳格瑞普电池有限公司发明专利(一种低温高倍率放电的镍氢电池其制备方法及负极片)，专利申请号：200910119762.2。

再次，通过使用PP材质或特殊尼龙材质隔，来提高隔膜的高温环境下使用寿命。因PP或特殊尼龙隔膜有很好的高温耐碱性能，采用此隔膜可以提高电池在高温下的使用寿命。

最后，调整电解液配方。采用NaOH/LioOH两元电解液体，LiOH的量15～35g/L，电解液OH-离子的摩尔浓度5.0～5.2。比重1.15～1.18g/cm3。本发明碱液的优势在于，比重小，电解液与负极表面接触的表面张力小，更有利于氧气在负极表面的复合，从而有效提高镍氢电池高温浮充耐久性。

实施例1

采用本发明制作49AA1500电池。正极质量配比：球镍(5％Co+3％Zn)∶氧化锆∶氧化亚钴＝90∶3∶7，正极单位面积电流：23mA/cm²；负极质量配比：AB5合金(镧含量26％)∶210镍粉＝95∶5，镍粉主要填充在负极表面并使表层0.5～3μm内镍含量大于65％，负极单位面积电流：21mA/cm²；隔膜采用：700-70(SciMAT Ltd英国西马特公司生产，纯PP隔膜)；电解液质量配比：NaOH∶LiOH·H2O∶H2O＝160∶27∶900，OH^-摩尔浓度5.1摩尔/L，比重1.17g/cm³；搭配电池外壳制作成电池。

对比例2

通过传统工艺制作49AA1500高温电池。正极球镍采用市场上用的高温球镍，负极合金采用市场上用的高温合金，搭配其它配件制作成电池。

测试例3

高温浮充耐久性测试。测试标准：ICEL 1010：2006标准((英国)工业委员会应急灯标准，Industry Committee for Emergency Lighting)。测试步骤如下表所示。

测试电池容量要求：额定容量的95％～105％，测试仪器：恒流源(广州擎天产)，高温箱：东莞明驰科技生产。

测试结果：

从上面测试结果看，本发明电池，可以满足ICEL 1010：2006标准，而传统的镍氢高温电池，在循环后期，放不出电，已经无法正常使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出具体的改变或变化均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高温浮充耐久性镍氢电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，其特征在于：所述正极单位面积承受电流满足20～25mA/cm²，活性物质为掺杂5％Co+3％Zn的球镍，导电物质为CoO，含量4～10％，添加剂为锆的氧化物，含量1～5％；所述负极单位面积承受电流满足18～23mA/cm²，活性物质为高镧AB5合金，镧含量大于25％，负极表层0.5～3μm内有富镍层，镍含量大于65％；所述隔膜为高温耐碱隔膜；所述电解液为NaOH、LiOH混合溶液，LiOH的浓度15～35g/L，电解液OH^-的摩尔浓度5.0～5.2mol/L。

2.根据权利要求1所述的高温浮充耐久性镍氢电池，其特征在于：所述正极添加剂为氧化锆。

3.根据权利要求1所述的高温浮充耐久性镍氢电池，其特征在于：所述负极活性物质AB5合金的镧含量为26％。

4.根据权利要求1所述的高温浮充耐久性镍氢电池，其特征在于：所述负极中添加2～8％的镍粉，镍粉的粒径D50 0.1～0.5微米。

5.根据权利要求1所述的高温浮充耐久性镍氢电池，其特征在于：所述隔膜为聚丙烯隔膜或特殊尼龙隔膜。