CN106784650A - 一种新型快充电长寿命镍氢电池 - Google Patents

一种新型快充电长寿命镍氢电池 Download PDF

Info

Publication number
CN106784650A
CN106784650A CN201611045128.5A CN201611045128A CN106784650A CN 106784650 A CN106784650 A CN 106784650A CN 201611045128 A CN201611045128 A CN 201611045128A CN 106784650 A CN106784650 A CN 106784650A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
nickel
positive electrode
negative
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611045128.5A
Other languages
English (en)
Inventor
马志刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Hengli Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Hengli Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Hengli Technology Development Co Ltd filed Critical Tianjin Hengli Technology Development Co Ltd
Priority to CN201611045128.5A priority Critical patent/CN106784650A/zh
Publication of CN106784650A publication Critical patent/CN106784650A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/30—Nickel accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种新型镍氢电池正极材料及快充电长寿命镍氢电池，经测试电池的使用寿命能够达到2000次以上，电池的容量大于4500mAh，电池搁置28后，荷电保持能力达80％以上；能够4C快速充电，并且温度低于50℃，而且10C快速放电，温度低于50℃，能够实现快充快放；性能指标远超过传统镍氢电池及磷酸铁锂电池，具有广泛的应用前景。

Description

一种新型快充电长寿命镍氢电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其是涉及一种新型镍氢电池正极材料及快充电长寿命镍氢电池。
背景技术
镍氢电池从20世纪90年代开始投放市场以来，经历了长期的市场考验，已经逐步走向成熟期。另外，我国镍氢矿产资源丰富，跟锂电池相比，具有更高的安全性(不易爆炸)，为此，镍氢电池是目前电动汽车领域中应用较为成熟的二次电池。
但是，现有的镍氢动力电池还存在容量低、体积大、功率小等问题；
另外，现有的电池充电时电池的温度往往会很高，电池的使用寿命较短，一般为500次，而且现有的电池自放电较快，且难以实现对电池的快充、快放。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型镍氢电池正极材料及镍氢电池，以解决现有的镍氢电池使用寿命短，不能快充电的缺点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型镍氢电池正极材料，所述正极材料由正极活性材料、氧化钇及导电剂组成；优选的正极活性材料为覆钴亚镍、亚镍、镍粉的复合。
优选的，所述正极材料按质量分数计，所述氧化钇的含量为1-5％。
优选的，所述正极材料按质量分数计，所述导电剂的含量为0.2-1％；
优选的，所述导电剂为乙炔黑。
优选的，正极材料按质量分数计，含量分别为：覆钴亚镍45％、亚镍44％、亚钴3％、镍粉5％、氧化钇2％、导电剂1％。
本发明的另一目的在于提出一种由所述新型镍氢电池正极材料制成的氢镍电池，包括电池盖1，连接环3，上焊片4，固定环6，泡沫镍垫9，电池壳体10，及设置在所述电池壳体10内由正极片5、隔膜7、负极片8卷绕为一体的电池极组；
所述电池壳体10内盛装有电解液；
上焊片4的下端面与所述电池极组中正极片5的上端焊接；所述固定环6套在所述电池极组上端；所述连接环3的下端面与所述上焊片4上端面焊接；所述电池盖1嵌装在所述连接环3中，且电池盖1下端面与所述连接环3的上端面连接处外周设有密封垫2；
所述泡沫镍垫9紧贴在所述电池极组中负极片8与电池壳体10底壁之间，电池壳体10底壁为导电底壁；
所述正极片5为均匀涂覆有所述正极材料的泡沫镍正极片；
所述负极片8为涂覆有负极材料的泡沫镍负极片。
进一步的，所述负极材料由负极活性物质、碳及导电剂组成。
优选的，负极活材料为贮氢合金粉、碳、导电剂的复合。
进一步的，按质量分数计，所述负极材料中碳的含量为2-5％。
进一步的，按质量分数计，所述负极材料中导电剂的含量为0.2-1％；优选的，所述负极材料中的导电剂为石墨。
进一步的，所述电解液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂多种的水溶液。
优选的，电解液中的比重为1.28；
优选的，按质量分数计，电解液中含：锂2％，钠14.5％，钾14.5％，水69％。
相对于现有技术，本发明所述的新型镍氢电池正极材料及镍氢电池具有以下优势：
本发明所述的新型镍氢电池正极材料及镍氢电池，经测试电池的使用寿命大于2000次，电池的容量大于4500mAh，电池搁置28后，荷电保持能力达80％以上，性能指标远超过传统镍氢电池及磷酸铁锂电池，具有广泛的应用前景。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的电池的结构示意图。
附图标记说明：
1-电池盖；2-密封垫；3-连接环；4-上焊片；5-正极片；6-固定环；7-隔膜；8-负极片；9-泡沫镍垫；10-电池壳体。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
本发明所述的镍氢电池中正极片及负极片的制备方法均采用本领域技术人员熟知的方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1-3及对比例1-2中，负极活性物质均为NSM1-1(富镧常规)型负极贮氢合金粉，购买自宁波申江科技股份有限公司。
实施例1
本发明实施例1提供一种新型镍氢电池，包括电池盖、电池壳体，及设置在电池壳体内的正极、负极、隔膜及电解液，隔膜将所述正极和负极隔开；正极为均匀涂覆有正极材料的泡沫镍正极片；负极为涂覆有负极材料的负极片。本实施例中正极材料由1％的氧化钇、0.2％的乙炔黑导电剂及余量的正极活性物质组成，正极活性物质中覆钴亚镍：亚镍：镍粉的质量比为9.2：9.2：1，负极材料由2％的碳、0.2％的石墨及余量的负极活性物质组成。本实施例中电解液为碱溶液，溶液中含有如下组分：锂2％，钠14.5％，钾14.5％，余量水。
本实施例中电池的结构如图1所示：包括电池盖1，连接环3，上焊片4，固定环6，泡沫镍垫9，电池壳体10，及设置在电池壳体10内由正极片5、隔膜7、负极片8卷绕为一体的电池极组；
上焊片4的下端面与电池极组中正极片5的上端焊接；固定环6套在电池极组上端；连接环3的下端面与上焊片4上端面焊接；电池盖1嵌装在连接环3中，且电池盖1下端面与连接环3的上端面连接处外周设有密封垫2；
电池壳体10内盛装有上述电解液；
泡沫镍垫9紧贴在电池极组中负极片8与电池壳体10底壁之间，电池壳体10底壁为导电底壁；
正极片5为均匀涂覆有上述混合均匀的正极材料的泡沫镍正极片；
负极片8为涂覆有上述混合均匀的负极材料的泡沫镍负极片。
正负极骨架全部采用压边方法整体100％导电；负极采用泡沫镍垫9，正极盖帽连接采用帽型固定连接100％接触导电。正负极端面全部采用100％接触，电池的直径为18.0mm，高度为72mm。
本实施例中提供的电池，化成方法如下：0.05C充电1h，0.09C充电17h，0.2C放电5h。经测试，化成容量为5000mAh，标称容量为4750mAh，本实施例中电池以4C快速充电时，电池温度低于50℃；本实施例中电池以10C快速放电时，电池温度低于50℃；电池以4C充电0.5C放电使用寿命为1800次，电池的容量为4500mAh，电池的电压为1.2V；电池搁置28后，荷电保持能力80％。
实施例2
本发明实施例2提供一种新型镍氢电池，包括电池盖、电池壳体，及设置在电池壳体内的正极、负极、隔膜及电解液，隔膜将所述正极和负极隔开；正极为均匀涂覆有正极材料的泡沫镍正极片；负极为涂覆有负极材料的负极片；本实施例中正极材料由2％的氧化钇、0.6％的乙炔黑导电剂及余量的正极活性物质组成，正极活性物质中覆钴亚镍：亚镍：镍粉的质量比为9.2：9.2：1，负极材料由3％的碳、0.5％的石墨及余量的负极活性材料组成，本实施例中电解液为：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡含量为1：1：1：1的复合溶液，溶液的PH为8，本实施例中电池的结构同实施例1，电池的直径为18.0mm，高度为72.0mm。
本实施例中提供的电池，化成方法同实施例1，经测试，电池的化成容量为5100mAh，标称容量为4800mAh；本实施例中电池以4C快速充电时，电池温度低于50℃；本实施例中电池以10C快速放电时，电池温度低于50℃；本实施例中电池以4C充电0.5C放电使用寿命为2000次，电池的容量为4600mAh，电池的电压为1.2V；电池搁置28后，荷电保持能力80％。
实施例3
本发明实施例3提供一种新型镍氢电池，包括电池盖、电池壳体，及设置在电池壳体内的正极、负极、隔膜及电解液，隔膜将所述正极和负极隔开；正极为均匀涂覆有正极材料的泡沫镍正极片；负极为涂覆有负极材料的负极片；本实施例中正极材料由5％的氧化钇、1％的乙炔黑导电剂及余量的正极活性物质组成，正极活性物质中覆钴亚镍：亚镍：镍粉的质量比为9.2：9.2：1，负极材料由5％的碳、1％的石墨及余量的负极活性物质组成，本实施例中电解液为：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂含量为1：1：1的复合溶液，溶液的PH为9，本实施例中电池的结构同实施例1，电池的直径为18.0mm，高度为72mm。
本实施例中提供的电池，化成方法同实施例1，经测试，电池的化成容量为4950mAh，标称容量为4700mAh；本实施例中电池以4C快速充电时，电池温度低于50℃；本实施例中电池以10C快速放电时，电池温度低于50℃；本实施例中电池以4C充电0.5C放电使用寿命大于2000次，电池的容量为4500mAh，电池的电压为1.2V；电池搁置28后，荷电保持能力85％。
对比例1
本对比例1提供一种镍氢电池，包括电池盖、电池壳体，及设置在电池壳体内的正极、负极、隔膜及电解液，隔膜将所述正极和负极隔开；正极为均匀涂覆有正极材料的泡沫镍正极片；负极为涂覆有负极材料的负极片；本实施例中正极材料由亚镍和镍粉按质量比20:1组成，负极由负极活材料组成，本实施例中电解液为：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂含量为1：1：1：1的复合溶液，溶液的PH为8，本实施例中电池的结构采用申请号为2009100701316提供的结构，电池的直径为18mm，高度为72mm。
本对比例中提供的电池，化成方法同实施例1，经测试，电池的化成容量为4800mAh，标称容量为4500mAh，经测试，本对比例中电池以4C快速充电时，电池温度约50℃；本实施例中电池以10C快速放电时，电池温度约50℃；本实对比中电池以4C充电0.5C放电使用寿命为1500次，电池的容量约为4000mAh，电池的电压为1.2V；电池搁置28后，荷电保持能力仅有70％。
对比例2
本对比例2提供一种镍氢电池，包括电池盖、电池壳体，及设置在电池壳体内的正极、负极、隔膜及电解液，隔膜将所述正极和负极隔开；正极为均匀涂覆有正极材料的泡沫镍正极片；负极为涂覆有负极材料的负极片；本实施例中正极材料由亚镍和镍粉按质量比20:1组成，负极材料由负极活材料组成，本实施例中电解液为：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂含量为1：1：1：1的复合溶液，溶液的PH为8，本实施例中电池的结构同实施例1，电池的直径为18mm，高度为72mm。
本对比例中提供的电池，化成方法同实施例1，经测试，电池的化成容量为4800mAh，标称容量为4500mAh；经测试，本对比例中电池以4C快速充电时，电池温度约为50℃；本实施例中电池以10C快速放电时，电池温度低于50℃；本实对比中电池以4C充电0.5C放电使用寿命为1600次，电池的容量约为4500mAh，电池的电压为1.2V；电池搁置28后，荷电保持能力为75％。
本发明提供的新型镍氢电池正极材料及电池能应用于各种型号的圆电池和方电池中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型镍氢电池正极材料，其特征在于：所述正极材料由正极活性材料、氧化钇及导电剂组成；优选的正极活性材料为覆钴亚镍、亚镍、镍粉的复合。
2.根据权利要求1所述的新型镍氢电池正极材料，其特征在于：按质量分数计，所述氧化钇的含量为1-5％。
3.根据权利要求1所述的新型镍氢电池正极材料，其特征在于：按质量分数计，所述导电剂的含量为0.2-1％；优选的，所述导电剂为乙炔黑。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的新型镍氢电池正极材料制成的氢镍电池，其特征在于：包括电池盖(1)，连接环(3)，上焊片(4)，固定环(6)，泡沫镍垫(9)，电池壳体(10)，及设置在所述电池壳体(10)内由正极片(5)、隔膜(7)、负极片(8)卷绕为一体的电池极组；
所述电池壳体(10)内盛装有电解液；
上焊片(4)的下端面与所述电池极组中正极片(5)的上端焊接；所述固定环(6)套在所述电池极组上端；所述连接环(3)的下端面与所述上焊片(4)上端面焊接；所述电池盖(1)嵌装在所述连接环(3)中，且电池盖(1)下端面与所述连接环(3)的上端面连接处外周设有密封垫(2)；
所述泡沫镍垫(9)紧贴在所述电池极组中负极片(8)与电池壳体(10)底壁之间，电池壳体(10)底壁为导电底壁；
所述正极片(5)为均匀涂覆有所述正极材料的泡沫镍正极片；
所述负极片(8)为涂覆有负极材料的泡沫镍负极片。
5.根据权利要求4所述的氢镍电池，其特征在于：所述负极材料由负极活性物质、碳及导电剂组成；优选的，负极活材料为贮氢合金粉、碳、导电剂的复合。
6.根据权利要求5所述的氢镍电池，其特征在于：按质量分数计，所述负极材料中碳的含量为2-5％。
7.根据权利要求5所述的氢镍电池，其特征在于：按质量分数计，所述负极材料中导电剂的含量为0.2-1％；优选的，所述负极材料中的导电剂为石墨。
8.根据权利要求4所述的氢镍电池，其特征在于：所述电解液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂多种的水溶液。
9.根据权利要求8所述的氢镍电池，其特征在于：所述电解液的PH值为8-10。
CN201611045128.5A 2016-11-24 2016-11-24 一种新型快充电长寿命镍氢电池 Pending CN106784650A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611045128.5A CN106784650A (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种新型快充电长寿命镍氢电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611045128.5A CN106784650A (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种新型快充电长寿命镍氢电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106784650A true CN106784650A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58975350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611045128.5A Pending CN106784650A (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种新型快充电长寿命镍氢电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106784650A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539294A (zh) * 2018-05-17 2018-09-14 益阳科力远电池有限责任公司 低自放电镍氢电池的制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101626091A (zh) * 2009-08-14 2010-01-13 董小梅 低内阻高功率放电镍氢电池
CN102024994A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 辽宁九夷三普电池有限公司 一种镍锌二次电池及其制备方法
CN102420330A (zh) * 2010-09-28 2012-04-18 比亚迪股份有限公司 镍氢电池的电极材料及其制备方法、以及镍氢电池
CN102956893A (zh) * 2012-11-01 2013-03-06 浙江天能能源科技有限公司 一种低温镍氢电池及其制备方法
CN105932275A (zh) * 2016-05-13 2016-09-07 惠州市伟江实业有限公司 一种耐储存长寿命镍氢电池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101626091A (zh) * 2009-08-14 2010-01-13 董小梅 低内阻高功率放电镍氢电池
CN102420330A (zh) * 2010-09-28 2012-04-18 比亚迪股份有限公司 镍氢电池的电极材料及其制备方法、以及镍氢电池
CN102024994A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 辽宁九夷三普电池有限公司 一种镍锌二次电池及其制备方法
CN102956893A (zh) * 2012-11-01 2013-03-06 浙江天能能源科技有限公司 一种低温镍氢电池及其制备方法
CN105932275A (zh) * 2016-05-13 2016-09-07 惠州市伟江实业有限公司 一种耐储存长寿命镍氢电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539294A (zh) * 2018-05-17 2018-09-14 益阳科力远电池有限责任公司 低自放电镍氢电池的制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104067404B (zh) 圆筒形碱性蓄电池
CN111463403A (zh) 复合人工固态电解质界面膜修饰的负极材料及其电池应用
CN101221853A (zh) 一种半固态或全固态水系超级电容器
CA2126071A1 (en) Low mercury or mercury free alkaline manganese dioxide-zinc cell
CN107482209B (zh) 一种用于液态和半液态金属电池的正极材料
Chiku et al. Microelectrode studies on kinetics of charge transfer at an interface of Li metal and Li2S-P2S5 solid electrolytes
CN102623757A (zh) 负极为钢带式铁电极的铁镍蓄电池及其制备方法
CN109326834B (zh) 一种高温熔盐电池
CN108373902A (zh) 一种固态电池塑料封装材料及其应用
CN105470480A (zh) 一种锡合金/硅/碳电极材料的制备方法
CN105742695A (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
CN106532031B (zh) 一种Li4Ti5O12负极材料及其制成的钛酸锂电池
CN110400963A (zh) 一种金属钠或钠钾合金负极/硫化聚丙烯腈正极的二次电池及其制造方法
JPS5928027B2 (ja) 再充電可能な化学電池または蓄電池
CN106784650A (zh) 一种新型快充电长寿命镍氢电池
CN109390580B (zh) 一种钒基储氢合金及其制备方法和用途
CN219591464U (zh) 圆柱形锂金属二次电池
CN106549152A (zh) 一种钠离子电池三元层状正极材料及其制备方法
CN103560276B (zh) 一种反应性聚合物电解质及其水系锂离子电池膜电极组件
CN205900715U (zh) 一种快充、快放、长寿锂离子动力电池
CN108199009A (zh) 一种负极双面涂层的低温镍氢电池
CN104332593A (zh) 一种纳米二氧化钛锂电池及其制作方法
US3170818A (en) Sealed miniature storage battery
CN101640272A (zh) 碱性二次电池正极材料和正极以及碱性二次电池
CN116783734A (zh) 质子传导型二次电池用正极活性物质材料及具备该正极活性物质材料的质子传导型二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication