CN108054328B - 一种高温快充镍氢动力电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高温快充镍氢动力电池及其制备方法，所述高温快充镍氢动力电池包括外壳体、密封板、正极片、高效扩散隔膜和负极片；外壳体为底部密封上部开口的空心圆柱体，外壳体上方设有密封板，并通过绝缘密封圈与密封板密封连接，正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加卷绕成圆柱体，设于外壳体内部，正极片和负极片均镀有活性膜，使电池既能在高温下正常工作又能快速充电以满足工作需要，外壳体内填充有电解液。本发明提供的高温快充镍氢电池经检测可在60℃以下环境正常工作，并且充电速度大幅提升，充满电仅需1～2小时，而且常温下动力电池的循环寿命长，反复充放电次数可达600次。
Description
技术领域
本发明涉及一种镍氢动力电池及其制备方法，具体地说，涉及一种高温快充镍氢动力电池及其制备方法。
背景技术
动力电池一般指具有较高的容量和输出功率能力，可用作电动车辆驱动电源的两次电池。一般情况下，混合动力汽车车用动力电池进行的是频繁、浅度的充放电循环。在充放电过程中，电压、电流可能有较大的变化。针对这种使用特点，混合动力系统对电池有以下特别要求：(1)大功率充放电能力；(2)高的充放电效率；(3)相对稳定性。
镍氢动力电池的正极采用金属氢氧化镍，负极使用锡氢合金。镍氢动力电池具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅酸电池相比，镍氢电池具有比能量高、重量轻、体积小、循环寿命长的特点；与镍镉电池相比，其比能量是镍镉电池的两倍。另一大优点就是镍氢电池不含有镉、铅这类有毒金属，其中一些金属还有较高的回收价值，可称为绿色能源。然而应用在动力汽车和电动工具等领域的动力电池容量较大，这就导致充电时间较长，而且在高温环境下充放电效率都较低，影响电池的使用。
发明内容
为了解决上述现有技术中的不足，本发明的内容在于提供一种高温快充镍氢动力电池，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高温快充镍氢动力电池，所述高温快充镍氢动力电池包括：外壳体、密封板、正极片、高效扩散隔膜和负极片；其中，外壳体为底部密封上部开口的空心圆柱体，外壳体上方设有密封板，密封板上表面中心处向上凸设有正极盖帽，外壳体与密封板通过绝缘密封圈密封连接，正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加卷绕成圆柱体并设于外壳体内部；高效扩散隔膜由内至外依次分别为底层膜、中间层膜和外层膜，所述底层膜和外层膜上均匀形成有若干贯穿所述底层膜和外层膜的第一微孔，所述中间层膜上均匀形成有若干贯穿所述中间层膜的第二微孔；正极片的上边沿处焊接有正极集流装置，正极集流装置与正极盖帽电连接；负极片的下边沿处焊接有若干相同的负极极耳，所述负极极耳与外壳体内底电连接，高效扩散隔膜为波浪形的褶皱膜；正极片的正极基体上环镀有正极活性膜，所述正极活性膜从里至外依次分别为第一层、第二层、第三层、第四层和第五层，所述第一层为正极放电活性膜，所述第二层为正极耐高温活性膜，所述第三层为正极促充电活性膜，所述第四层为正极导电活性膜，所述第五层为正极保护膜；所述正极基体为铜片，负极片的负极基体上环镀有负极活性膜，所述负极活性膜从里至外依次分别为底层、中间层和最外层，所述底层为负极高温快充合金膜，所述中间层为负极导电活性膜，所述最外层为负极保护膜；所述负极基体为180～200目的铜网，外壳体内还填充有电解液。这样，所述正极活性膜和负极活性膜使动力电池既能在高温下正常工作又能快速充电以满足工作需要，所述快速充电为常规充电时间的20～30％即可将电量充至80～100％，
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，正极集流装置包括若干相同的正极极耳，所述若干相同的正极极耳一端焊接在正极片上边沿，另一端与一集流片焊接连接，集流片中间部位焊接有导流片，导流片与正极盖帽电连接。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述正极活性膜的厚度为1.25～2.25mm，第一层、第二层、第三层、第四层和第五层的厚度分别为0.25～0.45mm。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述正极放电活性膜由纳米级氢氧化镍制成，所述正极耐高温活性膜由氧化锌和氧化铥制成，所述正极促充电活性膜由硫酸钙、氧化钇和碳酸锶制成，所述正极导电活性膜由氢氧化亚钴、氧化亚钴、石墨粉中的至少一种制成，所述正极保护膜由聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的至少一种制成。更优选地，所述正极放电活性膜由30～40重量份纳米级氢氧化镍制成，所述正极耐高温活性膜由5～7重量份氧化锌和3～4重量份氧化铥制成，所述正极促充电活性膜由1～2重量份硫酸钙、1.2～1.5重量份氧化钇和3～5重量份碳酸锶制成，所述正极导电活性膜由1.1～1.3重量份氢氧化亚钴、1.2～1.7重量份氧化亚钴、2.2～2.5重量份石墨粉中的至少一种制成，所述正极保护膜由1.5～1.8重量份聚四氟乙烯、2.2～4重量份聚乙烯醇、2.3～2.8重量份聚氨酯中的至少一种制成。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述高效扩散隔膜的厚度为0.15～0.18mm；所述高效扩散隔膜的弯曲半径为0.5～2mm。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述第一微孔的孔径为3～15微米，所述第二微孔的孔径为5～20微米。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述底层膜和外层膜由磺化聚丙烯-尼龙树脂制成，所述中间层膜由聚甲基戊烯树脂制成。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述负极活性膜的厚度为0.75～1.35mm，底层、中间层和最外层的厚度分别为0.25～0.45mm。
作为对本发明所述的高温快充镍氢动力电池的进一步说明，优选地，所述负极高温快充合金膜由CeMg(NiAlFeMn)0.5制成，所述负极导电活性膜由羰基镍粉、氧化亚钴、碳酸亚钴中的至少一种制成，所述负极保护膜由羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种制成。更优选地，所述负极高温快充合金膜由45～55重量份CeMg(NiAlFeMn)0.5合金制成，所述负极导电活性膜由1.5～1.7重量份羰基镍粉、0.5～0.8重量份氧化亚钴、1～2重量份碳酸亚钴中的至少一种制成，所述负极保护膜由0.3～0.5重量份羧甲基纤维素、1.2～1.4重量份甲基纤维素、2～2.5重量份聚丙烯酸钠中的至少一种制成。
本发明还提供了所述高温快充镍氢动力电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)制作正极片：
分别将氢氧化镍，氧化锌和氧化铥，硫酸钙、氧化钇和碳酸锶，氢氧化亚钴、氧化亚钴、石墨粉中的至少一种，以及聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的至少一种电镀到正极基体上，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接正极集流装置，制得正极片；
步骤2)制作负极片：
分别将CeMg(NiAlFeMn)0.5合金，羰基镍粉、氧化亚钴、碳酸亚钴中的至少一种，以及羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种电镀到负极基体上，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接负极极耳，制得负极片；
步骤3)制作高效扩散隔膜：
将底层膜、中间层膜和外层膜依次叠加，在170～200℃经热压机热压、定型后，裁切机裁切，制得高效扩散隔膜；
步骤4)配制电解液：
将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、钨酸钠溶解于去离子水中，搅拌并在室温下冷却12～24h后，得到组成为50～70％氢氧化钾、10～15％氢氧化钠、0.5～1％氢氧化锂、0.5～1％氢氧化钡、0.1～0.3％钨酸钠的电解液；
步骤5)电池的装配：
将制作好的正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加、卷绕成圆柱体，并使正极极耳向上，负极极耳向下，装入外壳体中，再将制作好的电解液填充到外壳体中，盖上密封板使正极极耳与正极盖帽电连接，用带有粘结剂的绝缘密封圈将密封板与外壳体密封。
本发明提供的高温快充镍氢电池经检测可在60℃以下环境正常工作，并且充电速度大幅提升，充满电仅需1～2小时，而且常温下动力电池的循环寿命长，反复充放电次数可达600次。
附图说明
图1为本发明高温快充镍氢动力电池的结构示意图；
图2为本发明高温快充镍氢动力电池高效扩散隔膜的示意图。
附图标记说明如下：
外壳体1、密封板2、正极盖帽21、正极片3、正极集流装置31、正极极耳311、集流片312、导流片313、高效扩散隔膜4、负极片5、负极极耳51、绝缘密封圈6、电解液7。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
如图1所示，图1为本发明高温快充镍氢动力电池的结构示意图，所述高温快充镍氢动力电池包括：外壳体1、密封板2、正极片3、高效扩散隔膜4和负极片5；其中，外壳体1为底部密封上部开口的空心圆柱体，外壳体1上方设有密封板2，密封板2上表面中心处向上凸设有正极盖帽21，外壳体1与密封板2通过绝缘密封圈6密封连接，正极片3、高效扩散隔膜4和负极片5依次叠加卷绕成圆柱体并设于外壳体1内部；正极片3的上边沿处焊接有正极集流装置31，正极集流装置31包括若干相同的正极极耳311，所述若干相同的正极极耳一端焊接在正极片3上边沿，另一端与一集流片312焊接连接，集流片312中间部位焊接有导流片313，导流片313与正极盖帽21电连接，若干相同的极耳同时将多股小电流汇集到集流片上形成大电流，再由导流片传输给正极盖帽，实现向外部大电流供电；负极片5的下边沿处焊接有若干相同的负极极耳51，多个负极极耳同时与外壳体1内底电连接，同时将多股电流向外传输，配合正极实现大电流的传输。
高效扩散隔膜4为波浪形的褶皱膜，所述高效扩散隔膜由内至外的底层膜、中间层膜和外层膜热压复合而成，所述底层膜和外层膜上均匀形成有若干贯穿所述底层膜和外层膜的第一微孔，所述中间层膜上均匀形成有若干贯穿所述中间层膜的第二微孔；所述第一微孔的孔径为3～15微米，所述第二微孔的孔径为5～20微米；所述底层膜和外层膜由磺化聚丙烯-尼龙树脂制成，所述中间层膜由聚甲基戊烯树脂制成；所述高效扩散隔膜的厚度为0.15～0.18mm；所述高效扩散隔膜的弯曲半径为0.5～2mm，如图2所示。由于高温下析出气体速度加快气量增加，高效扩散隔膜上的微孔结构可以更好的透过气体，从而提高充放电效率；由于高效扩散隔膜中间区域的离子浓度较大，为了提升电池中间区域的离子通过率，可令第二微孔的孔径大于第一微孔，使极板内有足够的电解液，降低浓差极化，减小内阻，延长电池放电时间；底层膜和外层膜采用耐高温腐蚀的亲水性的磺化聚丙烯-尼龙树脂膜，可增加高效扩散隔膜的持液量，提升放电效率，中间层膜采用强度较大的聚甲基戊烯树脂，防止高效扩散隔膜破损，造成电池短路。而且波浪形的褶皱膜可以增加隔膜的扩散面积，从而提升离子的扩散率，提高电池的充电速度。
正极片3由正极基体环镀正极活性膜制成，所述正极基体为铜片，所述正极活性膜从里至外依次分别为第一层、第二层、第三层、第四层和第五层，所述第一层为正极放电活性膜，所述第二层为正极耐高温活性膜，所述第三层为正极促充电活性膜，所述第四层为正极导电活性膜，所述第五层为正极保护膜；所述正极活性膜的厚度为1.25～2.25mm，第一层、第二层、第三层、第四层和第五层的厚度分别为0.25～0.45mm。所述正极放电活性膜由纳米级氢氧化镍制成，所述正极耐高温活性膜由氧化锌和氧化铥制成，所述正极促充电活性膜由硫酸钙、氧化钇和碳酸锶制成，所述正极导电活性膜由氢氧化亚钴、氧化亚钴、石墨粉中的至少一种制成，所述正极保护膜由聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的至少一种制成。正极片的基体采用铜片在卷绕过程中不会产生毛刺，避免电池内部短路，且铜片的导电性好于发泡镍，可以减小动力电池内阻，提高充电速度；纳米氢氧化镍颗粒尺寸减小，比表面积增大，使正离子的扩散路径缩短，改善了电极的导电性，降低了电极的反应阻抗，可提升充电速度同时增大放电电流，满足动力电池对大电流的需要；由氧化锌和氧化铥制成的正极耐高温活性膜及由硫酸钙、氧化钇和碳酸锶制成的正极促充电活性膜不仅可以提高高温环境下动力电池电极的析氧过电位，从而提高电极的利用率和提高电池的高温性能，而且可以提高电极反应速度和活性物质利用率，减少残余容量，并且二者协同作用，不会互相干扰；正极导电膜促进电极导电性，提高了镍氢电池大电流放电效果。
负极片5环镀有负极活性膜，由负极基体环镀负极活性膜制成，所述负极基体为180～200目的铜网，所述负极活性膜从里至外依次分别为底层、中间层和最外层，所述底层为负极高温快充合金膜，所述中间层为负极导电活性膜，所述最外层为负极保护膜；所述负极活性膜的厚度为0.75～1.35mm，底层、中间层和最外层的厚度分别为0.25～0.45mm。所述负极高温快充合金膜由CeMg(NiAlFeMn)0.5制成，所述负极导电活性膜由羰基镍粉、氧化亚钴、碳酸亚钴中的至少一种制成，所述负极保护膜由羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种制成。负极高温快充合金膜中添加铁、锰元素既可以促进负极放电，又不会对电极反应造成干扰影响电池寿命，Mg元素可以促进高温环境下合金对氢的吸附，提高动力电池在高温环境下的充放电效率；负极导电活性膜促进了电流的传导，提高了电池大电流放电效果；所述负极保护膜是为了防止金属产生毛刺刺穿高效扩散隔膜使电池内部短路。
所述正极活性膜和负极活性膜使动力电池既能在高温下正常工作又能快速充电以满足工作需要；外壳体1内还填充有电解液7。
实施例1
步骤1)制作正极片：
分别将30克氢氧化镍(第一层，厚度为0.25mm)，5克氧化锌和3克氧化铥(第二层，厚度为0.25mm)，1克硫酸钙、1.2克氧化钇和3克碳酸锶(第三层，厚度为0.25mm)，1.1克氢氧化亚钴、1.2克氧化亚钴和2.2克石墨粉(第四层，厚度为0.25mm)，以及1.5克聚四氟乙烯、2.2克聚乙烯醇和2.3克聚氨酯(第五层，厚度为0.25mm)依次电镀到铜片上，制成1.25mm厚的正极活性膜，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接正极集流装置，制得正极片；
步骤2)制作负极片：
分别将45克CeMg(NiAlFeMn)0.5合金(底层，厚度为0.25mm)，1.5克羰基镍粉、0.5克氧化亚钴和1克碳酸亚钴(中间层，厚度为0.25mm)，以及0.3克羧甲基纤维素、1.2克甲基纤维素、2克聚丙烯酸钠(最外层，厚度为0.25mm)依次电镀到180目的铜网上，制成0.75mm厚的负极活性膜，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接负极极耳，制得负极片；
步骤3)制作高效扩散隔膜：
将3微米孔径的底层磺化聚丙烯-尼龙树脂膜、5微米孔径的中间的聚甲基戊烯树脂膜和3微米孔径的外层磺化聚丙烯-尼龙树脂膜、和依次叠加，在170℃下经热压机热压、定型后，得到复合膜，经裁切机裁切成适合大小后，制得0.15mm的高效扩散隔膜；
步骤4)配制电解液：
将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、钨酸钠溶解于去离子水中，搅拌并在室温下冷却12h后，得到组成为50％氢氧化钾、10％氢氧化钠、0.5％氢氧化锂、0.5％氢氧化钡、0.1％钨酸钠的电解液；
步骤5)电池的装配：
将制作好的正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加、卷绕成圆柱体，并使正极极耳向上，负极极耳向下，装入外壳体中，再将制作好的电解液填充到外壳体中，盖上密封板使正极极耳与正极盖帽电连接，用带有粘结剂的绝缘密封圈将密封板与外壳体密封。
将装配好的动力电池分别在室温和60℃下进行充电测试、放电测试和寿命测试，测得动力电池充满电所需时间、放电率(完全放电量/完全充电量)及反复充放电次数的结果如表1：
表1实施例1高温快充镍氢动力电池测试结果
| 充电时间/h | 放电率/％ | 反复充放电次数 | |
| 常温 | 1 | 95 | 600 |
| 60℃ | 2 | 85 | 450 |
实施例2～4
按照实施例1的高温快充镍氢动力电池的制备方法，制备以下三种高温快充镍氢动力电池，具体实验结果见表2、3。
表2实施例2～4高温快充镍氢动力电池的电极组成
表3实施例2～4高温快充镍氢动力电池的测试结果
实施例5
步骤1)制作正极片：
分别将40克氢氧化镍(第一层，厚度为0.45mm)，7克氧化锌和4克氧化铥(第二层，厚度为0.45mm)，2克硫酸钙、1.5克氧化钇和5克碳酸锶(第三层，厚度为0.45mm)，1.3克氢氧化亚钴、1.7克氧化亚钴和2.5克石墨粉(第四层，厚度为0.45mm)，以及1.8克聚四氟乙烯、4克聚乙烯醇和2.8克聚氨酯(第五层，厚度为0.45mm)依次电镀到铜片上，制成2.25mm厚的正极活性膜，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接正极集流装置，制得正极片；
步骤2)制作负极片：
分别将55克CeMg(NiAlFeMn)0.5合金(底层，厚度为0.45mm)，1.7克羰基镍粉、0.8克氧化亚钴和2克碳酸亚钴(中间层，厚度为0.45mm)，以及0.5克羧甲基纤维素、1.4克甲基纤维素、2.5克聚丙烯酸钠(最外层，厚度为0.45mm)依次电镀到200目的铜网上，制成1.35mm厚的负极活性膜，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接负极极耳，制得负极片；
步骤3)制作高效扩散隔膜：
将15微米孔径的底层磺化聚丙烯-尼龙树脂膜、20微米孔径的中间的聚甲基戊烯树脂膜和15微米孔径的外层磺化聚丙烯-尼龙树脂膜依次叠加，在200℃下经热压机热压、定型后，得到复合膜，经裁切机裁切成适合大小后，制得0.18mm的高效扩散隔膜；
步骤4)配制电解液：
将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、钨酸钠溶解于去离子水中，搅拌并在室温下冷却24h后，得到组成为70％氢氧化钾、15％氢氧化钠、1％氢氧化锂、1％氢氧化钡、0.3％钨酸钠的电解液；
步骤5)电池的装配：
将制作好的正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加、卷绕成圆柱体，并使正极极耳向上，负极极耳向下，装入外壳体中，再将制作好的电解液填充到外壳体中，盖上密封板使正极极耳与正极盖帽电连接，用带有粘结剂的绝缘密封圈将密封板与外壳体密封。
将装配好的动力电池分别在室温和60℃下进行充电测试、放电测试和寿命测试，测得动力电池充满电所需时间、放电率(完全放电量/完全充电量)及反复充放电次数的结果如表4：
表4实施例5高温快充镍氢动力电池测试结果
| 充电时间/h | 放电率/％ | 反复充放电次数 | |
| 常温 | 1.2 | 92 | 590 |
| 60℃ | 2.1 | 83 | 445 |
实施例6～8
按照实施例5的高温快充镍氢动力电池的制备方法，制备以下三种高温快充镍氢动力电池，具体实验结果见表5、6。
表5实施例6～8高温快充镍氢动力电池的电极组成
表6实施例6～8高温快充镍氢动力电池的测试结果
实施例9
步骤1)制作正极片：
分别将35克氢氧化镍(第一层，厚度为0.3mm)，6克氧化锌和3.5克氧化铥(第二层，厚度为0.3mm)，1.5克硫酸钙、1.3克氧化钇和4克碳酸锶(第三层，厚度为0.3mm)，1.2克氢氧化亚钴、1.5克氧化亚钴和2.4克石墨粉(第四层，厚度为0.3mm)，以及1.6克聚四氟乙烯、3克聚乙烯醇和2.5克聚氨酯(第五层，厚度为0.3mm)依次电镀到铜片上，制成2mm厚的正极活性膜，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接正极集流装置，制得正极片；
步骤2)制作负极片：
分别将50克CeMg(NiAlFeMn)0.5合金(底层，厚度为0.3mm)，1.6克羰基镍粉、0.7克氧化亚钴和1.5克碳酸亚钴(中间层，厚度为0.3mm)，以及0.4克羧甲基纤维素、1.3克甲基纤维素、2.25克聚丙烯酸钠(最外层，厚度为0.3mm)依次电镀到190目的铜网上，制成0.9mm厚的负极活性膜，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接负极极耳，制得负极片；
步骤3)制作高效扩散隔膜：
将8微米孔径的底层磺化聚丙烯-尼龙树脂膜、15微米孔径的中间的聚甲基戊烯树脂膜和8微米孔径的外层磺化聚丙烯-尼龙树脂膜依次叠加，在190℃下经热压机热压、定型后，得到复合膜，经裁切机裁切成适合大小后，制得0.16mm的高效扩散隔膜；
步骤4)配制电解液：
将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、钨酸钠溶解于去离子水中，搅拌并在室温下冷却18h后，得到组成为60％氢氧化钾、12％氢氧化钠、0.8％氢氧化锂、0.8％氢氧化钡、0.2％钨酸钠的电解液；
步骤5)电池的装配：
将制作好的正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加、卷绕成圆柱体，并使正极极耳向上，负极极耳向下，装入外壳体中，再将制作好的电解液填充到外壳体中，盖上密封板使正极极耳与正极盖帽电连接，用带有粘结剂的绝缘密封圈将密封板与外壳体密封。
将装配好的动力电池分别在室温和60℃下进行充电测试、放电测试和寿命测试，测得动力电池充满电所需时间、放电率(完全放电量/完全充电量)及反复充放电次数的结果如表7：
表7实施例9高温快充镍氢动力电池测试结果
| 充电时间/h | 放电率/％ | 反复充放电次数 | |
| 常温 | 0.98 | 95.5 | 607 |
| 60℃ | 1.99 | 85.3 | 455 |
实施例10～12
按照实施例9的高温快充镍氢动力电池的制备方法，制备以下三种高温快充镍氢动力电池，具体实验结果见表8、9。
表8实施例10～12高温快充镍氢动力电池的电极组成
表9实施例10～12高温快充镍氢动力电池的测试结果
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种高温快充镍氢动力电池，其特征在于，所述高温快充镍氢动力电池包括：外壳体(1)、密封板(2)、正极片(3)、高效扩散隔膜(4)和负极片(5)；其中，
外壳体(1)为底部密封上部开口的空心圆柱体，外壳体(1)上方设有密封板(2)，密封板(2)上表面中心处向上凸设有正极盖帽(21)，外壳体(1)与密封板(2)通过绝缘密封圈(6)密封连接，正极片(3)、高效扩散隔膜(4)和负极片(5)依次叠加卷绕成圆柱体并设于外壳体(1)内部；高效扩散隔膜(4)由内至外依次分别为底层膜、中间层膜和外层膜，所述底层膜和外层膜上均匀形成有若干贯穿所述底层膜和外层膜的第一微孔，所述中间层膜上均匀形成有若干贯穿所述中间层膜的第二微孔；
正极片(3)的上边沿处焊接有正极集流装置(31)，正极集流装置(31)与正极盖帽(21)电连接；负极片(5)的下边沿处焊接有若干相同的负极极耳(51)，所述负极极耳与外壳体(1)内底电连接，高效扩散隔膜(4)为波浪形的褶皱膜；
正极片(3)环镀有正极活性膜，所述正极活性膜从里至外依次分别为第一层、第二层、第三层、第四层和第五层，所述第一层为正极放电活性膜，所述第二层为正极耐高温活性膜，所述第三层为正极促充电活性膜，所述第四层为正极导电活性膜，所述第五层为正极保护膜；所述正极活性膜的厚度为1.25～2.25mm，所述第一层、第二层、第三层、第四层和第五层的厚度分别为0.25～0.45mm；所述正极放电活性膜由纳米级氢氧化镍制成，所述正极耐高温活性膜由氧化锌和氧化铥制成，所述正极促充电活性膜由硫酸钙、氧化钇和碳酸锶制成，所述正极导电活性膜由氢氧化亚钴、氧化亚钴、石墨粉中的至少一种制成，所述正极保护膜由聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的至少一种制成；负极片(5)环镀有负极活性膜，所述负极活性膜从里至外依次分别为底层、中间层和最外层，所述底层为负极高温快充合金膜，所述中间层为负极导电活性膜，所述最外层为负极保护膜；所述负极活性膜的厚度为0.75～1.35mm，底层、中间层和最外层的厚度分别为0.25～0.45mm；所述负极高温快充合金膜由CeMg(NiAlFeMn)0.5制成，所述负极导电活性膜由羰基镍粉、氧化亚钴、碳酸亚钴中的至少一种制成，所述负极保护膜由羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种制成；外壳体(1)内还填充有电解液(7)。
2.如权利要求1所述的高温快充镍氢动力电池，其特征在于，正极集流装置(31)包括若干相同的正极极耳(311)，所述若干相同的正极极耳一端焊接在正极片(3)上边沿，另一端与一集流片(312)焊接连接，集流片(312)中间部位焊接有导流片(313)，导流片(313)与正极盖帽(21)电连接。
3.如权利要求1所述的高温快充镍氢动力电池，其特征在于，所述高效扩散隔膜的厚度为0.15～0.18mm；所述高效扩散隔膜的弯曲半径为0.5～2mm。
4.如权利要求3所述的高温快充镍氢动力电池，其特征在于，所述第一微孔的孔径为3～15微米，所述第二微孔的孔径为5～20微米。
5.如权利要求3所述的高温快充镍氢动力电池，其特征在于，所述底层膜和外层膜由磺化聚丙烯-尼龙树脂制成，所述中间层膜由聚甲基戊烯树脂制成。
6.一种如权利要求1-5任一所述的高温快充镍氢动力电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1)：分别将氢氧化镍，氧化锌和氧化铥，硫酸钙、氧化钇和碳酸锶，氢氧化亚钴、氧化亚钴、石墨粉中的至少一种，以及聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯中的至少一种电镀到正极基体上，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接正极集流装置，制得正极片；
步骤2)：分别将CeMg(NiAlFeMn)0.5合金，羰基镍粉、氧化亚钴、碳酸亚钴中的至少一种，以及羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种电镀到负极基体上，经干燥机干燥、压片辊碾压、切片机切片后，焊接负极极耳，制得负极片；
步骤3)：将底层膜、中间层膜和外层膜依次叠加，在170～200℃经热压机热压、定型后，裁切机裁切，制得高效扩散隔膜；
步骤4)：将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、钨酸钠溶解于去离子水中，搅拌并在室温下冷却12～24h后，得到电解液；
步骤5)：将制作好的正极片、高效扩散隔膜和负极片依次叠加、卷绕成圆柱体，装入外壳体中，再将制作好的电解液填充到外壳体中，盖上密封板，用绝缘密封圈密封。
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