CN107331860A - 电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池 - Google Patents

电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池 Download PDF

Info

Publication number
CN107331860A
CN107331860A CN201710501494.5A CN201710501494A CN107331860A CN 107331860 A CN107331860 A CN 107331860A CN 201710501494 A CN201710501494 A CN 201710501494A CN 107331860 A CN107331860 A CN 107331860A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole piece
battery
capacitor type
nickel
anode pole
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
CN201710501494.5A
Other languages
English (en)
Inventor
韩世幸
蒋志军
吴锋
王子冬
陈全世
杨裕生
马紫峰
杨毅夫
唐有根
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.)
Zibo Jun Hang Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Zibo Jun Hang Power Technology 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 Zibo Jun Hang Power Technology Co Ltd filed Critical Zibo Jun Hang Power Technology Co Ltd
Priority to CN201710501494.5A priority Critical patent/CN107331860A/zh
Publication of CN107331860A publication Critical patent/CN107331860A/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
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • 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
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26—Processes of manufacture
    • 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
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26—Processes of manufacture
    • H01M4/28—Precipitating active material on the carrier
    • 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
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26—Processes of manufacture
    • H01M4/30—Pressing
    • 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
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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

Abstract

本发明属于碱性动力电池技术领域，具体涉及一种电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池。正极极片电池浆料包括以下原料：掺锌球型氢氧化亚镍、超细钴粉、亚氧化钛、PTFE乳液、含碳超细镍粉、HPMC粘结剂。本发明可以提高正极析氧电位，减少氧气产生，本发明还提供其制法及由其制备的电池，在正常电流充电下，电池不析氧，可以连续浮充，实现电容型镍氢动力电池在使用过程中的免维护；解决锌枝晶导致电池寿命短的历史性技术难题。

Description

电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池
技术领域
本发明属于碱性动力电池技术领域，具体涉及一种电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池。
背景技术
在高纬度地区、高海拔山区或寒冷的冬季，采用铅酸电池作为启动电源的车辆，常常面临启动困难或直接打不着火，需要单独加热启动电源或不熄火待命状态；而采用铅酸电池作为通讯基站电源，在冬季常常面临冰冻，无法正常工作导致信号断断续续，甚至直接中断，且需要频繁维护，而在这些地区维护一次的费用是铅酸电池的十倍以上。因此，寻求一款可以与铅酸电池互换，但寿命长，耐低温、可浮充的新型电源是一个现实的产业问题。
电容型镍氢动力电池因具有耐低温、寿命长、高功率等优点，而成为一种新型的绿色电源，在纯电动客车上获得应用。但电容型镍氢动力电池，通常采用贫液结构，内部负极为催化反应机理，工作电压放电平台为1.2V，充电平台为1.45V，单体无论怎么串联组合，都与12V或24V铅酸电池不匹配，这样就存在电容型镍氢动力电池无法与铅酸电池直接互换，而加装电池管理系统或者控制模块，考虑到每种车型或基站的电源充放电电流数值不同、充放电电压控制限也不同，需要进行多种参数对接，还需要反复验证，成本大大增加的同时，可靠性也降低。
镍锌电池具有较高的电压平台、耐浮充、成本低等优势，可以与铅酸电池直接互换，最近几年随环保理念关注又开始兴起，并在特定领域开始替代铅酸电池，如工厂燃油发动机用备用启动电源，但镍锌电池普遍存在锌枝晶导致电池寿命短的问题，很难满足汽车用启动电源或通信基站用电源的要求。
因此，电容型镍氢动力电池与镍锌电池各自的优点如何通过内在的结合制备出免维护电容型镍氢动力电池，在高纬度地区、高海拔山区或寒冷的冬季，能够直接替换现有铅酸电池，满足汽车或通信基站行业的需求，已经成为电池行业亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电容型镍氢动力电池正极极片，可以提高正极析氧电位，减少氧气产生，本发明还提供其制法及由其制备的电池，在正常电流充电下，电池不析氧，可以连续浮充，实现电容型镍氢动力电池在使用过程中的免维护；解决锌枝晶导致电池寿命短的历史性技术难题。
本发明所述的电容型镍氢动力电池正极极片，正极极片电池浆料包括以下重量份数的原料：
本发明所述的免维护电容型镍氢动力电池正极极片，将去离子水与正极极片电池浆料混合均匀和浆，制得正极电池浆料；泡沫镍涂浆正极电池浆料制成正极极片。
其中：
泡沫镍面密度为240～480g/m2。如果面密度太小，基带容易断裂；如果面密度太大，基带强度固然提高，进而极片强度也提高，但电池性能反而会受到影响，能量密度会下降，而电池生产成本会成倍的增加，面密度每增加10，单位成本增加4元。
去离子水占正极极片电池浆料重量的20～28％，优选22～25％，更优选24％。
优选地，本发明所述的免维护电容型镍氢动力电池正极极片，正极极片电池浆料包括以下重量份数的原料：
更优选地，本发明所述的免维护电容型镍氢动力电池正极极片，正极极片电池浆料包括以下重量份数的原料：
包括以下重量份数的原料：
其中：
掺锌球型氢氧化亚镍中锌的含量为3～4.5％，超细钴粉的D50小于0.5微米，亚氧化钛的纯度为98～99.9％。
含碳超细镍粉的D50小于0.8微米，含碳超细镍粉中碳的含量为2～3.5％。
本发明所述的电容型镍氢动力电池正极极片的制备方法，包括以下步骤：
将去离子水与正极极片电池浆料的所有原料混合均匀和浆，制得正极电池浆料；采用泡沫镍涂浆正极电池浆料，经烘干后滚压、清粉、焊接、纵、横裁切制成正极片。
其中：
涂浆为续湿法涂浆，连续湿法涂浆是指带状泡沫镍连续经过浆料槽涂浆，所述浆料槽用于盛放浆料。
烘干为：采用2～6个温区进行烘干，烘干方式为红外、热风循环或两者结合，每个温区的烘干温度控制在70℃～135℃。由于基带具有一定的厚度，所含水分较高，大量水分的挥发需要空间和时间，而烘干基带需要一定的温度梯度，形成对流，以利于水分挥发出去，基带也可以均匀烘干，经过多次试验筛选，采用分2～6个温区分段加热。可以提供较长的干燥区间，而基带一直在稳定移动，分段也利于提高干燥效率。
滚压为连续滚压，压力为200～400t，滚压时间没有限制，与带速同步，滚压速度和带速范围一般是0.5～5m/min。
清粉优选在线超声清粉。
纵、横裁切制成正极片为：纵、横裁切一次生产两片，正极片尺寸长度100～250mm，宽度60～150mm，厚度0.15～0.70mm，重量10～55g。
由本发明所述的免维护电容型镍氢动力电池正极极片制备的电池，包括正极极片、负极极片、隔膜袋、电池壳和电解液，所述正极极片包括正板集流体和正极电池材料，所述负极极片包括负板集流体和负极电池材料，所述正板集流体和负板集流体均采用泡沫镍(三维金属镍)。
优选地，负极片由泡沫镍涂浆负极电池浆料制成；负极电池浆料包括以下重量份数的原料：
所述负极极片的电池材料在和浆时，还需要去离子水，占上述负极电池材料重量的18～24％。
含碳超细镍粉的D50小于0.8微米，含碳超细镍粉中碳的含量为2～3.5％。
丰度稀土合金为轻稀土含量大于20％的储氢合金；所述活性炭的比表面积为900～1200m2/g，纯度大于99.5％。
负极片的制备方法：将去离子水与负极极片电池浆料的所有原料混合均匀和浆，制得负极电池浆料；采用泡沫镍涂浆负极电池浆料，经烘干后滚压、清粉、焊接、纵、横裁切制成负极片。
负极片中的涂浆、烘干、滚压、清粉、焊接与本发明所述的正极片采用的涂浆、烘干、滚压、清粉、焊接方法相同。
作为一个优选的技术方案，由本发明所述的免维护电容型镍氢动力电池正极极片制备的电池，制备方法包括如下步骤：
a、将去离子水与正极极片电池浆料混合均匀和浆，制得正极电池浆料；将去离子水与负极极片电池浆料混合均匀和浆，制得负极电池浆料；
b、正极采用泡沫镍涂浆正极电池浆料，经烘干后滚压、清粉、焊接、纵、横裁切制成正极片，并采用隔膜制袋打包正极极片；
c、负极采用泡沫镍涂浆负极电池浆料，经烘干后滚压、清粉、焊接、纵、横裁切制成正极片，并采用隔膜制袋打包负极极片；
d、正、负极片叠加制成电芯，入壳、焊接、顶盖封口、注液；
e、成组化成制成免维护电容型镍氢动力电池。
步骤b和c中所述的隔膜厚度为0.15～0.35mm；厚度太薄，吸液绝对量不够，厚度太厚，会降低电池能量密度。
步骤b中所述的焊接用于正极白边与极耳的焊接，其中焊接优选激光连续点焊；步骤c所述的焊接用于负极白边与极耳的焊接，其中焊接优选电阻连续焊接，极耳为镀镍钢带。步骤b中所述的正极片和步骤c中所述的负极片两边均为白边，两边同步焊接。同步焊接一方面有利于提高生产效率，另一方面白边在焊接过程中有一定的变形，两边同步焊接，有利于提高焊接质量。
步骤b中所述的纵、横裁切优选在线连续纵、横裁切。纵、横裁切制成正极片具体为纵、横裁切一次生产两片，正极片尺寸长度100～250mm，宽度60～150mm，厚度0.15～0.70mm，重量10～55g；步骤c中所述的纵、横裁切优选在线连续纵、横裁切。纵、横裁切制成负极片具体为纵、横裁切一次生产两片，负极片尺寸长度100～250mm，宽度60～150mm，厚度0.15～0.70mm，重量12～60g。
步骤b和c中所述的正极片和步骤c中所述的负极片采用一体化连续制造，中间无周转工序。一体化制造指的是极片从涂浆出来，极片直接成型。极耳与正、负极片白边在线先焊接，再裁切，实现连续化极耳与极片直接焊接好成形，中间省略极板周转工序，也无需单独的焊接设备，这样可以防止裁切后焊接所面临的一些问题，如先裁切后焊接，裁切过程中难免存在白边遭受粉尘污染，在进行焊接会存在烧穿、点蚀等现象，影响极片质量，且需要增加一道周转工序，而周转过程难免极片损伤，增加了生产成本。
步骤b和c中所述的隔膜制袋打包，正极、负极极片分别采用隔膜包覆，侧面和底面采用塑料封口机焊接，只有顶面不焊接，形成一个袋子，极片在袋子里面，隔膜厚度为0.15～0.35mm。
极片制备后，进入步骤d。
步骤d所述的叠加为正极片、负极片交替叠片，互相之间有隔膜，最外层都是负极片，也就是负极片多一片。
步骤d所述的焊接优选极柱直线焊接。
步骤d中所述的顶盖封口采用激光或氩弧焊方式。根据实际情况选择，规模小选择氩弧，规模大就选择激光。
步骤d中所述的各工序前后均进行电压测量；电压测量的目的是挑出短路电池，短路电池在万用表装置测量过程中直接报警，而未短路电池测试过程中不会报警，这样可以在线及时挑出短路电池，进行修复，也避免了下一道工序的浪费。
步骤d中注液为常压注液，注液电解液为无机型，包含氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化锂、氢氧化钠中的一种或多种，电解质总溶度为5～6mol/L。
电池组装后，进入步骤e。
成组化成制成免维护电容型镍氢动力电池，所述成组化成是指单体电池通过连接片连接成一组12V或24V，再进行化成。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明正极使用亚氧化钛，可以提高正极析氧电位，减少氧气产生，本发明正极极片电池浆料各组分配合，耐受的充电电压平台为1.6V，在正常电流充电下，电池不析氧，可以连续浮充；串联10节或20节该制备的电池，构成12V或24V电池组，充电电压平台上限16V或32V，放电电压平台下限9V或18V，而12V或24V铅酸电池的充电电压上限分别是15.9V和31.8V，放电电压下限分别是9V和18V，完全可以与铅酸电池互换，此外，免维护电容型镍氢动力电池的充电电压上限高于铅酸电池，替代铅酸电池后，析气更少，电池寿命也相应的更长。
(2)本发明正极电池材料里的三维PTFE乳液用量是超量的，极片电池材料的附着力较常规电池极片高，电池材料里面的锌化合物不容易溶解在电解液里。
(3)本发明制备的电池在-40℃以0.1C放电，可以放出60％以上电量，完全满足高纬度地区、高海拔山区或寒冷的冬季，汽车用启动电源或通讯基站用电源的低温要求。
(4)免维护电容型镍氢动力电池在70％SOC内，有效寿命为2000次，可以满足十年使用需求。
(5)本发明还提供一种免维护电容型镍氢动力电池，隔膜采用双层，即使产生了锌枝晶，也不足以影响电池性能，克服了免维护电容型镍氢动力电池寿命短的历史性技术难题。
(6)本发明将电容型镍氢动力电池和镍锌电池技术有机结合，将镍锌电池高容量、更高负电位、抗过充性能与电容型镍氢动力电池的高功率、长寿命、耐低温有机结合，充电电压平台为1.6V，在正常电流充电下，电池不析氧，可以连续浮充；同时，双层隔膜设计与超量三维PTFE乳液结合，解决了锌枝晶导致电池寿命短的历史性技术难题。兼具电容型镍氢动力电池耐低温、长寿命、高功率和镍锌电池耐浮充、低成本、电压平台高的优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
除非另有明确说明，所述的所有百分数(％)为重量百分数(％)。
实施例1
a、制备正、负极电池浆料：
正极电池浆料的制备：按照掺锌球型氢氧化亚镍100Kg，超细钴粉3.5Kg，亚氧化钛0.2Kg，HPMC粘结剂1.3Kg，PTFE乳液1.2Kg，含碳超细镍粉1.8Kg，与占上述正极电池材料重量的24％的去离子水混合均匀，制得正极浆料。
负极电池浆料的制备：按照丰度稀土合金100Kg，活性炭0.9Kg，氧化锌10Kg，HPMC粘结剂3Kg，PTFE乳液2Kg，含碳超细镍粉3Kg，锌粉5Kg，与占上述负极电池材料重量的21％的去离子水混合均匀，制得负极浆料。
b、正、负极片的制备：采用270g/m2的泡沫镍连续湿法涂浆，按70℃-110℃-120℃-120℃-100℃五个温区热风烘干后采用200t压力连续滚压、在线超声清粉、激光连续、同步点焊两边白边与极耳、在线连续纵、横裁切制成正极片，极片尺寸为极片尺寸为100mm*60mm*0.18mm，重量10±0.2g，再采用包含ZrO2的0.3mm厚度的无纺布隔膜制袋打包。
d、电池组装：正负极片依次叠加制成电芯、经入壳、极柱直线焊接、顶盖封口、真空注液；各工序前后均进行电压测量；所注电解液为5.5mol/L KOH+0.2mol/L LiOH溶液。
e、成组化成制成12V/60Ah免维护电容型镍氢动力电池。
12V/60Ah免维护电容型镍氢动力电池经化成后，直接替换现有大众速腾1.6L自然吸气小轿车的铅酸电池，在哈尔滨进行实际工况下的测试，冬季气温-42～-25℃下，按照连续行驶500公里，电池外观不变形，重量不减少，显然抗浮充性能优异；在低温下直接搁置48h后，一次启动成功，耐低温型优良。在寒冷冬季连续运行三个月，平均一天行驶300km，取下电池进行性能检测，重量只减少3g，外观尺寸无变化，容量测试，衰减小于0.5％。电池单体的工作电压平台为1.35V。
实施例2
a、制备正、负极电池浆料：
正极电池浆料的制备：按照掺锌球型氢氧化亚镍100Kg，超细钴粉4.5Kg，亚氧化钛0.3Kg，HPMC粘结剂1.4Kg，PTFE乳液1.4Kg，含碳超细镍粉2Kg，与占上述正极电池材料重量的25％的去离子水混合均匀，制得正极浆料。
负极电池浆料的制备：按照丰度稀土合金100Kg，活性炭1.1Kg，氧化锌11Kg，HPMC粘结剂3.2Kg，PTFE乳液3.2Kg，含碳超细镍粉3.5Kg，锌粉5.5Kg，与占上述负极电池材料重量的22％的去离子水混合均匀，制得负极浆料。
b、正、负极片的制备：采用300g/m2的泡沫镍连续湿法涂浆，按70℃-110℃-120℃-125℃-100℃五个温区热风烘干后采用220t压力连续滚压、在线超声清粉、激光连续、同步点焊两边白边与极耳、在线连续纵、横裁切制成正极片，极片尺寸为极片尺寸为200mm*95mm*0.32mm，重量30±0.2g，再采用包含ZrO2的0.35mm厚度的无纺布隔膜制袋打包。
d、电池组装：正负极片依次叠加制成电芯、经入壳、极柱直线焊接、顶盖封口、真空注液；各工序前后均进行电压测量；所注电解液为4.0mol/L KOH+0.5mol/L LiOH+0.5mol/LNaOH溶液。
e、成组化成制成24V/200Ah免维护电容型镍氢动力电池。
24V/200Ah免维护电容型镍氢动力电池经化成后，直接替换现有内蒙古海拉尔通讯基站的铅酸电池，冬季气温-48～-25℃下，按照白天光伏发电充电，电源持续供能，连续运行六个月，电池外观不变形，重量不减少，显然抗浮充性能优异；取下电池进行性能检测，重量只减少忽略不计，只有2g，外观尺寸无变化，容量测试，衰减小于0.5％。电池单体的工作电压平台为1.35V。
实施例3
a、制备正、负极电池浆料：
正极电池浆料的制备：按照掺锌球型氢氧化亚镍100Kg，超细钴粉1.2Kg，亚氧化钛0.15Kg，HPMC粘结剂1.0Kg，PTFE乳液1.1Kg，含碳超细镍粉1.2Kg，与占上述正极电池材料重量的22％的去离子水混合均匀，制得正极浆料。
负极电池浆料的制备：按照丰度稀土合金100Kg，活性炭0.6Kg，氧化锌8Kg，HPMC粘结剂2.8Kg，PTFE乳液2.4Kg，含碳超细镍粉2.5Kg，锌粉4Kg，与占上述负极电池材料重量的20％的去离子水混合均匀，制得负极浆料。
b、正、负极片的制备：采用350g/m2的泡沫镍连续湿法涂浆，按85℃-110℃-130℃-125℃-100℃五个温区热风烘干后采用240t压力连续滚压、在线超声清粉、激光连续、同步点焊两边白边与极耳、在线连续纵、横裁切制成正极片，极片尺寸为极片尺寸为200mm*105mm*0.33mm，重量36±0.3g，再采用包含ZrO2的0.15mm厚度的无纺布隔膜制袋打包。
d、电池组装：正负极片依次叠加制成电芯、经入壳、极柱直线焊接、顶盖封口、真空注液；各工序前后均进行电压测量；所注电解液为5mol/L KOH+0.5mol/L LiOH溶液。
e、成组化成制成24V/300Ah免维护电容型镍氢动力电池。
24V/300Ah免维护电容型镍氢动力电池经化成后，直接替换现有20t重型货车的铅酸电池，在哈尔滨地区进行实际工况下的测试，冬季气温-42～-25℃下，按照连续行驶600公里，电池外观不变形，重量不减少，显然抗浮充性能优异；在低温下直接搁置48h后，一次启动成功，耐低温型优良。在寒冷冬季连续运行三个月，平均一天行驶300km，取下电池进行性能检测，重量只减少5g，外观尺寸无变化，容量测试，衰减小于1％。电池单体的工作电压平台为1.35V。
实施例4
a、制备正、负极电池浆料：
正极电池浆料的制备：按照掺锌球型氢氧化亚镍100Kg，超细钴粉5.5Kg，亚氧化钛0.4Kg，HPMC粘结剂1.5Kg，PTFE乳液1.5Kg，含碳超细镍粉2.5Kg，与占上述正极电池材料重量的20％的去离子水混合均匀，制得正极浆料。
负极电池浆料的制备：按照丰度稀土合金100Kg，活性炭1.4Kg，氧化锌12.5Kg，HPMC粘结剂3.5Kg，PTFE乳液3.5Kg，含碳超细镍粉4.5Kg，锌粉6.5Kg，与占上述负极电池材料重量的18％的去离子水混合均匀，制得负极浆料。
b、正、负极片的制备：采用420g/m2的泡沫镍连续湿法涂浆，按85℃-110℃-130℃-135℃-135℃-100℃六个温区红外烘干后采用300t压力滚压、清粉、激光连续、同步点焊两边白边与极耳、在线连续纵、横裁切制成正极片，极片尺寸为极片尺寸为240mm*130mm*0.35mm，重量55±0.3g，再采用包含ZrO2的0.2mm厚度的无纺布隔膜制袋打包。
d、电池组装：正负极片依次叠加制成电芯、经入壳、极柱直线焊接、顶盖封口、真空注液；各工序前后均进行电压测量；所注电解液为3.5mol/L KOH+0.5mol/L LiOH+0.5mol/LBa(OH)2溶液。
e、成组化成制成24V/300Ah免维护电容型镍氢动力电池。
四组电池进行四并后，构成24V/1200Ah免维护电容型镍氢动力电池，直接替换现有青藏高原海拔5500m处通讯基站的铅酸电池，常年气温-40～-5℃下，按照白天光伏发电充电，电源持续供能，连续运行12个月，电池外观不变形，重量不减少，显然抗浮充性能优异；取下电池进行性能检测，重量只减少忽略不计，只有7g，外观尺寸无变化，容量测试，衰减小于1％。电池单体的工作电压平台为1.35V。
实施例5
a、制备正、负极电池浆料：
正极电池浆料的制备：按照掺锌球型氢氧化亚镍100Kg，超细钴粉2Kg，亚氧化钛0.1Kg，HPMC粘结剂0.9Kg，PTFE乳液1.0Kg，含碳超细镍粉1Kg，与占上述正极电池材料重量的28％的去离子水混合均匀，制得正极浆料。
负极电池浆料的制备：按照丰度稀土合金100Kg，活性炭0.5Kg，氧化锌7Kg，HPMC粘结剂2.4Kg，PTFE乳液2Kg，含碳超细镍粉2Kg，锌粉3Kg，与占上述负极电池材料重量的24％的去离子水混合均匀，制得负极浆料。
b、正、负极片的制备：采用420g/m2的泡沫镍连续湿法涂浆，按85℃-110℃-130℃-135℃-135℃-100℃六个温区红外烘干后采用400t压力连续滚压、在线超声清粉、激光连续、同步点焊两边白边与极耳、在线连续纵、横裁切制成正极片，极片尺寸为极片尺寸为250mm*60mm*0.70mm，重量44±0.3g，再采用包含ZrO2的0.26mm厚度的无纺布隔膜制袋打包。
d、电池组装：正负极片依次叠加制成电芯、经入壳、极柱直线焊接、顶盖封口、真空注液；各工序前后均进行电压测量；所注电解液为5mol/L KOH+0.5mol/L LiOH+0.5mol/LBa(OH)2溶液。
e、成组化成制成12V/160Ah免维护电容型镍氢动力电池。
12V/160Ah免维护电容型镍氢动力电池，直接替换现有中华牌2.4TSUV乘用车的铅酸电池，在黑龙江黑河地区进行实际工况下的测试，冬季气温-55～-25℃下，按照连续行驶500公里，电池外观不变形，重量不减少，显然抗浮充性能优异；在低温下直接搁置48h后，一次启动成功，耐低温型优良。在寒冷冬季连续运行三个月，平均一天行驶300km，取下电池进行性能检测，重量只减少5g，外观尺寸无变化，容量测试，衰减小于0.7％。电池单体的工作电压平台为1.35V。
实施例6
采用与实施例1相同的工艺和装置，唯一的不同在于负极片采用市售的常规负极片。
实施例6的12V/60Ah免维护电容型镍氢动力电池经化成后，直接替换现有大众速腾1.6L自然吸气小轿车的铅酸电池，在哈尔滨进行实际工况下的测试，冬季气温-42～-25℃下，按照连续行驶500公里，电池外观膨胀不明显，重量减少不多，显然能耐受浮充；新电池在低温下直接搁置48h后，一次启动成功。在寒冷冬季连续运行六个月，平均一天行驶300km，取下电池进行性能检测，重量减少20g，外观尺寸膨胀小于2mm，容量测试，衰减小于6％。电池单体的工作电压平台为1.2V。
实施例7
采用与实施例2相同的工艺和装置，唯一的不同在于负极片采用市售的常规负极片。
实施例7的24V/200Ah免维护电容型镍氢动力电池经化成后，直接替换现有内蒙古海拉尔通讯基站的铅酸电池，冬季气温-48～-25℃下，按照白天光伏发电充电，电源持续供能，连续运行六个月，电池外观变化不明显；取下电池进行性能检测，重量减少37g，外观尺寸基本无变化，容量测试，衰减小于7％。电池单体的工作电压平台为1.2V。
实施例8
采用与实施例3相同的工艺和装置，唯一的不同在于负极片采用市售的常规负极片。
实施例8的24V/300Ah免维护电容型镍氢动力电池经化成后，直接替换现有20t重型货车的铅酸电池，在哈尔滨地区进行实际工况下的测试，冬季气温-42～-25℃下，按照连续行驶600公里，电池外观变形不大，重量减少不多；新电池在低温下直接搁置48h后，一次启动成功。在寒冷冬季连续运行三个月，平均一天行驶300km，取下电池进行性能检测，重量减少65g，外观尺寸变化不明显，安全阀部分打开，容量测试，衰减小于6％。电池单体的工作电压平台为1.2V。
实施例9
采用与实施例4相同的工艺和装置，唯一的不同在于负极片采用市售的常规负极片。
实施例9的四组电池进行四并后，构成24V/1200Ah免维护电容型镍氢动力电池，直接替换现有青藏高原海拔5500m处通讯基站的铅酸电池，常年气温-40～-5℃下，按照白天光伏发电充电，电源持续供能，连续运行12个月，电池外观变形不太明显，但重量减少不多，显然抗浮充性能可以；取下电池进行性能检测，重量减少33g，外观尺寸变化不大，容量测试，衰减大于3％，但小于4％。电池单体的工作电压平台为1.2V。
实施例10
采用与实施例5相同的工艺和装置，唯一的不同在于负极片采用市售的常规负极片。
实施例10的12V/160Ah免维护电容型镍氢动力电池，直接替换现有中华牌2.4TSUV乘用车的铅酸电池，在黑龙江黑河地区进行实际工况下的测试，冬季气温-55～-25℃下，按照连续行驶500公里，电池外观变形可以肉眼看不出；新电池在低温下直接搁置48h后。在寒冷冬季连续运行三个月，平均一天行驶300km，取下电池进行性能检测，重量减少28g，外观尺寸变化膨胀3mm，容量测试，衰减小于4％。电池单体的工作电压平台为1.2V。

Claims (10)

1.一种电容型镍氢动力电池正极极片，其特征在于：正极极片电池浆料包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的电容型镍氢动力电池正极极片，其特征在于：将去离子水与正极极片电池浆料混合均匀和浆，制得正极电池浆料；泡沫镍涂浆正极电池浆料制成正极极片。
3.根据权利要求2所述的电容型镍氢动力电池正极极片，其特征在于：泡沫镍面密度为240～480g/m2。
4.根据权利要求2所述的电容型镍氢动力电池正极极片，其特征在于：去离子水占正极极片电池浆料重量的20～28％。
5.根据权利要求1所述的电容型镍氢动力电池正极极片，其特征在于：掺锌球型氢氧化亚镍中锌的含量为3～4.5％，超细钴粉的D50小于0.5微米，亚氧化钛的纯度为98～99.9％。
6.根据权利要求1所述的电容型镍氢动力电池正极极片，其特征在于：含碳超细镍粉的D50小于0.8微米，含碳超细镍粉中碳的含量为2～3.5％。
7.一种权利要求1-6任一所述的电容型镍氢动力电池正极极片的制备方法，其特征在于：将去离子水与正极极片电池浆料的所有原料混合均匀和浆，制得正极电池浆料；采用泡沫镍涂浆正极电池浆料，经烘干后滚压、清粉、焊接、纵、横裁切制成正极片。
8.根据权利要求7所述的电容型镍氢动力电池正极极片的制备方法，其特征在于：
涂浆为续湿法涂浆；
烘干为：采用2～6个温区进行烘干，烘干方式为红外、热风循环或两者结合，每个温区的烘干温度控制在70℃～135℃；
滚压为连续滚压，压力为200～400t，滚压速度为0.5～5m/min。
9.根据权利要求7所述的电容型镍氢动力电池正极极片的制备方法，其特征在于：
纵、横裁切制成正极片为：纵、横裁切一次生产两片，正极片尺寸长度100～250mm，宽度60～150mm，厚度0.15～0.70mm，重量10～55g。
10.一种由权利要求1-6任一所述的电容型镍氢动力电池正极极片制备的电池，其特征在于：包括正极极片、负极极片、隔膜袋、电池壳和电解液；
其中：负极片由泡沫镍涂浆负极电池浆料制成；负极电池浆料包括以下重量份数的原料：
CN201710501494.5A 2017-06-27 2017-06-27 电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池 Pending CN107331860A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710501494.5A CN107331860A (zh) 2017-06-27 2017-06-27 电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710501494.5A CN107331860A (zh) 2017-06-27 2017-06-27 电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107331860A true CN107331860A (zh) 2017-11-07

Family

ID=60197873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710501494.5A Pending CN107331860A (zh) 2017-06-27 2017-06-27 电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107331860A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1296304A (zh) * 1999-11-12 2001-05-23 松下电器产业株式会社 镍氢蓄电池
CN102306755A (zh) * 2011-08-15 2012-01-04 淄博齐盛新能源科技有限公司 电容与电池双性内联结合的镍氢动力电容电池
CN103138030A (zh) * 2013-02-26 2013-06-05 淄博国利新电源科技有限公司 非对称稀土电容电池的制备方法
CN106848207A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 淄博君行电源技术有限公司 水系电容电池正极片的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1296304A (zh) * 1999-11-12 2001-05-23 松下电器产业株式会社 镍氢蓄电池
CN102306755A (zh) * 2011-08-15 2012-01-04 淄博齐盛新能源科技有限公司 电容与电池双性内联结合的镍氢动力电容电池
CN103138030A (zh) * 2013-02-26 2013-06-05 淄博国利新电源科技有限公司 非对称稀土电容电池的制备方法
CN106848207A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 淄博君行电源技术有限公司 水系电容电池正极片的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103138030B (zh) 非对称稀土电容电池的制备方法
CN100448093C (zh) 铅酸电池
CN105406055A (zh) 一种电容型镍钴锰三元材料锂离子电池
CN108878806A (zh) 一种大容量双袋式锌镍二次电池及其制备方法
CN107275582A (zh) 电容型镍氢动力电池负极极片、其制法及由其制备的电池
CN108767233A (zh) 一种大容量长寿命双袋式氢镍电池
CN103531865A (zh) 一种家用镁空气电池系统
CN202275893U (zh) 锂离子电池
CN107331860A (zh) 电容型镍氢动力电池正极极片、其制法及由其制备的电池
CN209544535U (zh) 一种l型叠片式锂离子电池
CN205326828U (zh) 一种液流电动车系统
CN107452918A (zh) 稀土新电源及其制备方法
CN207489927U (zh) 一种聚合物基电解质全固态锂离子电池
CN113964420B (zh) 一种金属-空气电池
CN201829555U (zh) 组合式铅酸蓄电池
CN204349498U (zh) 一种液化石油气型固体氧化物燃料电池充电站
CN114335759B (zh) 离液式长寿命水系动力电池及其制备方法
CN106299494B (zh) 一种水基锂离子二次电池
CN2906947Y (zh) 一种防碳酸化的锌－空气金属燃料电池氧电极
CN205429067U (zh) 一种电容型镍钴锰三元材料锂离子电池
CN204348818U (zh) 一种柴油型固体氧化物燃料电池充电站
CN107458287A (zh) 一种电源运载电动车及其使用方法
CN103700514A (zh) 高能量无机混合型超级电容器
CN205846089U (zh) 一种电动巡逻车用动力电池
CN204481084U (zh) 一种汽油型固体氧化物燃料电池充电站

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
CB02 Change of applicant information

Address after: Room 2,518, Block D, Entrepreneur Torch Plaza, High-tech Zone, Zibo City, Shandong Province, China

Applicant after: Zibo Jun Hang power technology Co., Ltd

Address before: 255086 Room 609, Block D, High-tech Park, 135 Zhengdao Road, Zibo High-tech District, Shandong Province

Applicant before: Zibo Jun Hang power technology Co., Ltd

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171107

RJ01 Rejection of invention patent application after publication