CN1442925A

CN1442925A - 一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术

Info

Publication number: CN1442925A
Application number: CN02135009A
Authority: CN
Inventors: 王守军
Original assignee: Nieba Industrial Co ltd Shenzhen
Current assignee: Nieba Industrial Co ltd Shenzhen
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2003-09-17

Abstract

本发明提供了一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术，其特征是在不增大电池的欧姆内阻的前提下，提高电池充放电过程中的极化内阻，但不影响电池的0.1－2C放电容量和放电平台，从而保持镍氢充电电池比能量高的长处的同时降低镍氢电池的自放电率和改善贮存性能，核心技术的特征是，正负极配方调整：降低CoO含量，取而代之加入其它导电剂如：石墨、乙炔黑、羰基镍粉等中的至少一种，其加入量为1－9％，CoO加入量由原来的6－10％调整为1－4％，在正极配方中加入少量稀土氧化物如：氧化铒、氧化钇等中的至少一种，其加入量为0.2－3％，采用多元化电解液成分：KOH含量为45－80％、NaOH含量为5－30％、LiOH含量为2－15％、Ba(OH)₂含量为0.5－2％。

Description

一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术

技术领域

本发明涉及一种改善镍氢电池贮存性能的技术，尤其是一种改善镍氢充电电池长时间贮存性能的技术。

背景技术

随着通信市场的增长，为镍氢充电电池的发展提供了强大的动力，但随着电子产品的发展，对镍氢充电电池也提出了越来越高的要求，在民用充电电池市场的拓展如电动玩具的迅速增长，社会对环保、经济性的要求越来越高的前提下，镍氢充电电池与镍镉电池、锌锰电池相比较，在环保、经济性方面就有较大优势，而且在比能量、大功率放电、循环寿命方面也有较大长处，但从市场反映，镍氢充电电池目前存在一个比较致命性的缺点：电池贮存过程中每月自放电率高达25-30％，贮存性能差，贮存一年容量衰减在15％以上，因此镍氢电池要充分发挥其应有的作用，就必须解决本身自放电大，贮存性能差的问题。

本发明的目的是在不增大电池的欧姆内阻的前提下，提高电池充放电过程中的极化内阻，但不影响是电池的0.1-2C放电容量和放电平台，从而保持镍氢充电电池比能量高的长处的同时降低镍氢电池的自放电率和改善贮存性能，目标是使电池的每月自放电率从25％-30％降至10％以内，贮存一年后，容量衰减由15％以上降至5％以内。

本发明的核心技术在于提供一种镍氢电池制作工艺配方，从而达到发明的目的，其特征在于以下几个方面：

正负极配方调整：降低添加剂CoO含量，取而代之的是添加其它导电剂，如：石墨、乙炔黑、羰基镍粉等中的至少一种，其加入量为1-9％，CoO加入量由原来的6-10％调整为1-4％，电极正极、负极均采用正常电极制作工艺，正极、负极均由导电骨架、活性物质、适当的导电剂和适当的粘接剂组成，骨架采用发泡镍、切拉网、镀镍钢带、编织网或采用粘接式、烧结式制作工艺制作电极，正极配方主要由4个方面的材料配成：1活性物质：普通亚镍或球型亚镍或加锌球镍或加镉球镍或覆钴球镍，2导电剂：CoO、石墨、乙炔黑、羰基镍粉中至少两种，3稀土添加剂：氧化铒、氧化钇中的至少一种，4少量CMC、HPMC、PTFE之类的粘结剂中的至少一种。

在正极配方中加入少量稀土氧化物如：氧化铒、氧化钇等中的至少一种，其加入量为0.2-3％。

采用多元化电解液成分：KOH含量为45-80％、NaOH含量为5-30％、LiOH含量为2-15％、Ba(OH)₂含量为0.5-2％。

本发明的基本发明点在于：1降低正极配方中的CoO含量，因为电池的自放电率高、贮存性差主要就是这种添加物在搁置过程中发生溶解和扩散导致的，本发明用其它的如石墨、乙炔黑、羰基镍粉等导电材料代替，再加入少量稀土氧化物和添加CMC、PTFE、HPMC之类的粘结剂，这样就可以降低电池的自放电、改善电池的贮存性能，而且保证镍电池的容量，保证活性物与骨架间的结合力，并且能大幅度降低电池成本，2电解液采用多元化成分：KOH、NaOH、LiOH、Ba(OH)₂，此种电解液可保证电池的高、低温性能，从而保证电池的贮存条件和宽广，制作的电池在贮存能力方面明显提高，每月自放电率从现在的25-30％降至10％以下，贮存一年后，电池容量不可逆损失小于5％。

具体实施方式

本发明本发明的基本发明点在于：1降低正极配方中的CoO含量，因为电池的自放电率高、贮存性差主要就是这种添加物在搁置过程中发生溶解和扩散导致的，本发明用其它的如石墨、乙炔黑、羰基镍粉等导电材料代替，再加入少量稀土氧化物和添加CMC、PTFE、HPMC之类的粘结剂，这样就可以降低电池的自放电、改善电池的贮存性能，而且保证镍电池的容量，保证活性物与骨架间的结合力，并且能大幅度降低电池成本，2电解液采用多元化成分：KOH、NaOH、LiOH、Ba(OH)2，此种电解液可保证电池的高、低温性能，从而保证电池的贮存条件和宽广，制作的电池在贮存能力方面明显提高，每月自放电率从现在的25-30％降至10％以下，贮存一年后，电池容量不可逆损失小于5％。

以下结合AA1800mAh尖头电池进行实例描述：正极骨架采用面密度为300-500g/m²的发泡镍，活性物质采用高密度型加锌球镍，其它添加剂：0.5-2％Er₂O₃、2-4％CoO、1-5％高纯石墨、0.1-1％PTFE，负极骨架采用面密度为300-500g/m²的金属斜拉网，合金粉采用粒度为150-180目的富镧系列，添加剂：0.1-6％羰基镍粉、0.1-4％PTFE、1-4％CMC，电解液采用KOH、NaOH、LiOH、Ba(OH)2，摩尔比为：16∶2∶2∶1，比重为128-1.35g/ml，隔膜采用聚丙稀系列隔膜，厚度为0.12-0.15mm，制作的电池的容量0.2C放电为1850mAh，1C容量放电为1800mAh充电状态电池内阻30-50毫欧姆，1C放电态电压1.21-1.23V，电池按国家标准测试，自放电率为7％，放电态60℃烘箱内烘14天，电压在1.0V以上，60天后电压稳定在0.85V，电池常温搁置一年后，经过两次循环，测出电池容量为；0.2C为1790mAh，1C为1750mAh，容量不可逆损失在5％以下。

本发明不但能有效降低镍氢充电电池的自放电率，改善电池的贮存性能，而且也能有效地降低电池的成本(降低CoO含量)，带动电池技术革新，从而有效地提高采用该技术后的镍氢电池的市场竞争力。

Claims

1、一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术，其特征是所述技术是在不增大电池的欧姆内阻的前提下，提高电池充放电过程中的极化内阻，但不影响电池的0.1-2C放电容量和放电平台，从而保持镍氢充电电池比能量高的长处的同时降低镍氢电池的自放电率和改善贮存性能，核心技术的特征是正极、负极配方调整：降低CoO含量，取而代之加入其它导电剂如：石墨、乙炔黑、羰基镍粉等中的至少一种，在正极配方中加入少量稀土氧化物如：氧化铒、氧化钇等中的至少一种，采用多元化电解液成分。

2、根据权利要求1所述的一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术，其特征是所述技术是在不增大电池的欧姆内阻的前提下，提高电池充放电过程中的极化内阻，但不影响电池的0.1-2C放电容量和放电平台，从而保持镍氢充电电池比能量高的长处的同时降低镍氢电池的自放电率和改善贮存性能。

3、根据权利要求1、2所述的一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术，其特征是所述正负极配方调整方案是：降低CoO含量，取而代之加入其它导电剂如：石墨、乙炔黑、羰基镍粉等中的至少一种，其加入量为1-9％，CoO加入量由原来的6-10％调整为1-4％。

4、根据权利要求1、2所述的一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术，其特征是所述正极配方中加入少量稀土氧化物的方案是：氧化铒、氧化钇等中的至少一种，其加入量为0.2-3％。

5、根据权利要求1、2所述的一种改善镍氢充电电池贮存性能的技术，其特征是所述采用多元化电解液成分的方案是：KOH含量为45-80％、NaOH含量为5-30％、LiOH含量为2-15％、Ba(OH)₂含量为0.5-2％。