CN111584857B - 一种镍氢动力电池正极浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镍氢动力电池正极浆料，包括正极活性物质、添加剂、第一粘结剂和第二粘结剂，所述正极活性物质、添加剂、第一粘结剂、第二粘结剂的质量比为100～110：3～5：0.1～0.3：0.8～1.2；所述正极活性物质为覆钴加锌球镍，所述添加剂为钴粉、氧化锌、氧化钇、氧化镱中的一种或多种；所述第一粘结剂为CMC或HPMC；所述第二粘结剂为30％～38％的AFLAS胶乳，浆料的固含量为70％～80％。还提供本发明一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法。本发明的一种镍氢动力电池正极浆料，稳定性较好，不会出现材料纤维化，更适用于螺杆泵涂布系统，其制备方法简单可行。

Description

一种镍氢动力电池正极浆料
技术领域
本发明涉及一种镍氢动力电池正极浆料。
背景技术
镍氢动力电池的应用领域越来越多，而正极片、负极片的一致性是影响镍氢动力电池性能一致性的关键，特别是正极片。目前正极片制作时一般采用喷涂技术进行喷布，浆料的特性直接影响正极充填涂布的稳定性，从而影响正极片的重量分布，最终影响电池的一致性。目前现有常规的镍氢动力电池正极浆料，通常采用PTFE等胶黏剂，练合得到的浆料在经过喷涂螺杆泵时易出现PTFE等纤维化，导致泵的堵塞，最终使得正极片充填重量分布差，正极片重量一致性差，无法满足汽车动力电池要求。
发明内容
本发明旨在提供一种稳定性较好、不会出现材料纤维化、适用于螺杆泵涂布系统的镍氢动力电池正极浆料。还提供本发明一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法，方法简单可行。
本发明通过以下方案实现：
一种镍氢动力电池正极浆料，包括正极活性物质、添加剂、第一粘结剂和第二粘结剂，所述正极活性物质、添加剂、第一粘结剂、第二粘结剂的质量比为100～110：3～5：0.1～0.3：0.8～1.2；所述正极活性物质为覆钴加锌球镍，所述添加剂为钴粉、氧化锌、氧化钇、氧化镱中的一种或多种，在添加剂为多种物质混合时，各物质的比例可根据需要进行调整；所述第一粘结剂为CMC或HPMC，一般将粘结剂配制成1％～3％的溶液添加；所述第二粘结剂为30％～38％的AFLAS胶乳，浆料的固含量为70％～80％。
进一步地，所述浆料的粘度为4000～18000pa.S，所述浆料的密度为1.60～2.40g/cm3。
一种如上所述的镍氢动力电池正极浆料的制备方法，首先按比例称取正极活性物质、添加剂、第一粘结剂和第二粘结剂，按浆料的固含量计算去离子水的用量并准备好待用，将第一粘结剂使用待用去离子水配制成1％～3％的溶液，之后将正极活性物质和添加剂置于炼合斧中混合均匀，混合时间一般控制为30～45min，将待用去离子水的剩余部分一次性或分多次加入炼合斧中进行搅拌——刮浆，搅拌总时间一般控制为30～45min，中间刮浆1～2次，接着往炼合斧中加入第一粘结剂溶液搅拌均匀，搅拌时间一般控制为3～5min，最后往炼合斧中加入第二粘结剂抽真空搅拌均匀，抽真空搅拌时间一般控制为3～6min。
实际制作时，各步骤中的搅拌方式都采用行星式搅拌，搅拌转速按现有技术即可。
本发明的一种镍氢动力电池正极浆料，将AFLAS胶乳作为第二粘结剂添加，使得浆料不会出现材料纤维化，浆料稳定性较好，更适用于螺杆泵涂布系统，不会导致涂布系统堵塞，使得正极片上浆过程顺利稳定，正极片填充均匀性较好，从而更好地保证镍氢动力电池的一致性，提高动力电池包的整体性能。本发明镍氢动力电池正极浆料的制备方法，简单可行。
附图说明
图1为使用按实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料与使用现有常规镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力随时间变化曲线图；
图2为使用实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片与使用现有常规镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布图；
图3为使用按实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料与使用现有常规镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力随时间变化曲线图；
图4为使用实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片与使用现有常规镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布图；
图5为使用按实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料与使用现有常规镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力随时间变化曲线图；
图6为使用实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片与使用现有常规镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法，首先按正极活性物质、添加剂、第一粘结剂、第二粘结剂的质量比100：3：0.1：0.8称取各物质，正极活性物质为覆钴加锌球镍，添加剂为钴粉，第一粘结剂为CMC，第二粘结剂为30％～38％的AFLAS胶乳，按浆料的固含量75％计算去离子水的用量并准备好待用，将第一粘结剂使用待用去离子水配制成3％的CMC溶液，之后将正极活性物质和添加剂置于炼合斧中混合30min，将待用去离子水的剩余部分分两次加入炼合斧中进行搅拌——刮浆，搅拌总时间控制为30min，中间刮浆1次，接着往炼合斧中加入第一粘结剂溶液搅拌5min，最后往炼合斧中加入第二粘结剂抽真空搅拌6min，即制得镍氢动力电池正极浆料。
取少量实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料测其固含量、粘度和密度，测得其固含量为74.2％，粘度为6400pa.S，密度为2.00g/cm3。
将实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料与现有常规镍氢动力电池正极浆料分别采用涂布系统按某D型镍氢电池的工艺制作正极片，分别对涂布系统泵压力进行采集对比，并对制作的正极片分别进行重量分布对比。涂布系统泵压力随时间变化曲线如图1所示，其中带“▲”实线表示使用现有常规镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力曲线，带“■”实线表示使用按实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力曲线，从图1中可看出，使用按实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力随时间的变化不大，较为稳定，可见涂布系统未出现浆料堵塞情况。正极片重量分布如图2所示，从图2中可看出，其中使用实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布Cpk为2.62，使用现有常规镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布Cpk为1.27，对比可知，使用实施例1方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量一致性较好。
实施例2
一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法，其步骤与实施例1的一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法的步骤基本相同，其不同之处在于：正极活性物质、添加剂、第一粘结剂、第二粘结剂的质量比110：5：0.3：1.2，按浆料的固含量80％计算去离子水的用量，添加剂为氧化钇，第一粘结剂为HPMC，将第一粘结剂使用待用去离子水配制成1％的HPMC溶液；正极活性物质和添加剂置于炼合斧中混合40min，将待用去离子水的剩余部分一次性加入炼合斧中进行搅拌——刮浆，搅拌总时间控制为45min，中间刮浆2次，加入第一粘结剂后的搅拌时间控制为3min，加入第二粘结剂抽真空搅拌3min。
取少量实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料测其固含量、粘度和密度，测得其固含量为79％，粘度为8500pa.S，密度为2.21g/cm3。
将实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料与现有常规镍氢动力电池正极浆料分别采用涂布系统按某D型镍氢电池的工艺制作正极片，分别对涂布系统泵压力进行采集对比，并对制作的正极片分别进行重量分布对比。涂布系统泵压力随时间变化曲线如图3所示，其中带“▲”实线表示使用现有常规镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力曲线，带“■”实线表示使用按实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力曲线，从图3中可看出，使用按实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力随时间的变化不大，较为稳定，可见涂布系统未出现浆料堵塞情况。正极片重量分布如图4所示，从图4中可看出，其中使用实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布Cpk为1.37，使用现有常规镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布Cpk为1.13，对比可知，使用实施例2方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量一致性较好。
实施例3
一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法，其步骤与实施例1的一种镍氢动力电池正极浆料的制备方法的步骤基本相同，其不同之处在于：
1、步骤(1)中，正极活性物质、添加剂、第一粘结剂、第二粘结剂的质量比105：4：0.25：0.08：1.0，按浆料的固含量71％计算去离子水的用量，添加剂为氧化锌，将粘结剂使用待用去离子水配制成2％的CMC溶液；正极活性物质和添加剂置于炼合斧中混合45min，将待用去离子水的剩余部分一次性加入炼合斧中进行搅拌——刮浆，搅拌总时间控制为40min，中间刮浆2次，加入第一粘结剂后的搅拌时间控制为4min，加入第二粘结剂抽真空搅拌5min。
取少量实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料测其固含量、粘度和密度，测得其固含量为70.4％，粘度为12000pa.S，密度为1.96g/cm3。
将实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料与现有常规镍氢动力电池正极浆料分别采用涂布系统按某D型镍氢电池的工艺制作正极片，分别对涂布系统泵压力进行采集对比，并对制作的正极片分别进行重量分布对比。涂布系统泵压力随时间变化曲线如图5所示，其中带“▲”实线表示使用现有常规镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力曲线，带“■”实线表示使用按实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力曲线，从图5中可看出，使用按实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料的涂布系统泵压力随时间的变化不大，较为稳定，可见涂布系统未出现浆料堵塞情况。正极片重量分布如图6所示，从图6中可看出，其中使用实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布Cpk为1.90，使用现有常规镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量分布Cpk为1.03，对比可知，使用实施例3方法制得的镍氢动力电池正极浆料制作的正极片的重量一致性较好。

Claims (2)

1.一种镍氢动力电池正极浆料，其特征在于：包括正极活性物质、添加剂、第一粘结剂和第二粘结剂，所述正极活性物质、添加剂、第一粘结剂、第二粘结剂的质量比为100～110：3～5：0.1～0.3：0.8～1.2；所述正极活性物质为覆钴加锌球镍，所述添加剂为氧化锌、氧化钇、氧化镱中的一种或多种；所述第一粘结剂为CMC或HPMC；所述第二粘结剂为30％～38％的AFLAS胶乳，浆料的固含量为70％～80％；
所述的镍氢动力电池正极浆料的制备方法，首先按比例称取正极活性物质、添加剂、第一粘结剂和第二粘结剂，按浆料的固含量计算去离子水的用量并准备好待用，将第一粘结剂使用待用去离子水配制成1％～3％的溶液，之后将正极活性物质和添加剂置于炼合斧中混合均匀，将待用去离子水的剩余部分一次性或分多次加入炼合斧中进行搅拌——刮浆，接着往炼合斧中加入第一粘结剂溶液搅拌均匀，最后往炼合斧中加入第二粘结剂抽真空搅拌均匀。
2.如权利要求1所述的一种镍氢动力电池正极浆料，其特征在于：所述浆料的粘度为4000～18000Pa·S，所述浆料的密度为1.60～2.40g/cm3。
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