CN1702902A - 高温镍氢电池 - Google Patents
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Abstract
高温镍氢电池,涉及电池领域,包括由基板和正极物质组成的正极,正极物质中含有球形氢氧化亚镍活性物质、导电剂、粘合剂、添加剂,其中添加剂是氟化钙、氧化锌、氢氧化钡、氧化铒、三氧化二钇的一种或几种与锆元素添加剂的组合物,通过对正极物质中添加锆元素添加剂,提高正极氧气反应的电位,增加了NiOOH的生成量,从而使正极的充电效率明显提高,在55度以上充电效率可达到90%,满足了电池在高温条件下的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,尤其是指一种镍氢电池。
技术背景
一般的普通镍氢电池,其正极基板上的正极物质由球形氢氧化亚镍活性物质、导电剂、粘合剂、添加剂组成,添加剂通常是氟化钙、氧化锌、氢氧化钡、氧化铒、三氧化二钇的一种或组合,在充电时正极发生以下的两个反应:
反应(1)是正极Ni(OH)2的充电反应,反应(2)是氧气的生成反应,随着温度的升高,反应(2)的电位下降,引起反应(2)与(1)的电位差减少,这两个反应的竞争结果引起了上述正极充电效率的低下,50度以上的电池充电效率只有40-60%。
发明内容
本发明正是为了克服上述不足,提供一种正极充电效率高的高温镍氢电池,主要创新在于在正极基板上的正极物质中加入有锆元素添加剂,这种锆元素添加剂能在大于40度的较高温度下对镍电极充电过程氧气生成反应电位下降有抑制作用,保持两个反应的电位差,从而提高正极充电效率,具体是这样来实施的:高温镍氢电池,包括由基板和正极物质组成的正极,正极物质中含有球形氢氧化亚镍活性物质、导电剂、粘合剂、添加剂,其特征在于添加剂是氟化钙、氧化锌、氢氧化钡、氧化铒、三氧化二钇的一种或几种与锆元素添加剂的组合物。这种锆元素添加剂可以选自金属锆、氢氧化锆、氧化锆、加钇稳定氧化锆的一种或几种,这种锆元素添加剂在高温状态下,能使氢氧化亚镍正极的氧气生成反应 电位显著升高,这就导致了 的充分进行,NiOOH的生成量增加,使上述正极的充电效率明显提高,在55度以上充电效率可达到90%,满足了电池在高温条件下的使用性能。
本发明中正极的基板常规选择自发泡镍,正极物质中的导电剂是氧化亚钴或者氧化亚钴与钴粉和/或氢氧化钴和/或镍粉的组合;粘合剂是聚四氟乙烯(PTFE)或聚四氟乙烯与羧甲基纤维素钠(CMC)和/或甲基纤维素钠(MC)的组合。
本发明所述镍氧电池正极物质的组份及重量配比如下(%):
氢氧化亚镍 85-95
导电剂 3-9
粘合剂 1-3
添加剂 1-5
其中添加剂中的锆元素添加剂含量为添加剂总量的10%-60%。
这种镍氢电池的正极板是这样制造的:将配比好的各组份加水混合,搅拌均匀,机械填充到正极基板上、烘干、辊压至所需电极厚度,切成设计的尺寸。
本发明通过对正极物质中添加锆元素添加剂,提高正极氧气反应的电位,增加了NiOOH的生成量,从而使正极的充电效率明显提高,在55度以上充电效率可达到90%,满足了电池在高温条件下的使用性能。
具体实施方式
实施例1,高温镍氢电池,包括由自发泡镍板基板和正极物质组成的正极,正极物质的组份及重量配比为(%):
氢氧化亚镍 86.1
镍粉 3.2
氧化亚钴 4.5
聚四氟乙烯 2.0
CMC 0.4
氟化钙 1.5
氧化锌 0.8
氢氧化锆 1.5
制造这种高温镍氢电池的方法是将配比好的各组份加水混合,搅拌均匀,机械填充到正极基板上、烘干、辊压至所需电极厚度,切成设计的尺寸。
实施例2,高温镍氢电池,制造方法参考实施例1,正极物质的组份及重量配比为(%):
氢氧化亚镍 89.4
氧化亚钴 5.4
PTFE 1.1
CMC 0.4
氟化钙 1.6
氧化锆 2.1
实施例3,高温镍氢电池,制造方法参考实施例1,正极物质的组份及重量配比为(%):
氢氧化亚镍 87.7
钴粉 2.5
氧化亚钴 5
MC 0.6
PTFE 1.5
氢氧化钡 1.3
金属锆 0.6
氧化锆 0.8
实施例4,高温镍氢电池,制造方法参考实施例1,正极物质的组份及重量配比为(%):
氢氧化亚镍 89.4
氢氧化钴 2.1
镍粉 1.5
氧化亚钴 3
PTFE 1.5
MC 0.5
氧化铒 0.5
氟化钙 0.5
加钇稳定氧化锆 1.0
实施例5,高温镍氢电池,制造方法参考实施例1,正极物质的组份及重量配比为(%):
氢氧化亚镍 94
氧化亚钴 2.5
钴粉 0.5
PTFE 2
三氧化二钇 1.3
氧化锆 0.7
实施例6,高温镍氢电池,制造方法参考实施例1,正极物质的组份及重量配比为(%):
氢氧化亚镍 92.4
氢氧化钴 2.6
氧化亚钴 1.5
PTFE 1.0
MC 0.5
CMC 0.5
氧化铒 0.8
氟化钙 0.5
加钇稳定氧化锆 0.2
Claims (5)
1.高温镍氢电池,包括由基板和正极物质组成的正极,正极物质中含有球形氢氧化亚镍活性物质、导电剂、粘合剂、添加剂,其特征在于添加剂是氟化钙、氧化锌、氢氧化钡、氧化铒、三氧化二钇的一种或几种与锆元素添加剂的组合物。
2.根据权利要求1所述的高温镍氢电池,其特征在于锆元素添加剂是金属锆、氢氧化锆、氧化锆、加钇稳定氧化锆的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高温镍氢电池,其特征在于正极的基板选择自发泡镍板或多孔钢带基板。
4.根据权利要求1所述的高温镍氢电池,其特征在于正极物质的组份及重量配比如下(%):
氢氧化亚镍 85-95
导电剂 3-9
粘合剂 1-3
添加剂 1-5
其中:
添加剂中的锆元素添加剂含量为添加剂总量的10%-60%;
导电剂是氧化亚钴或氧化亚估与钴粉和/或氢氧化钴和/或镍粉的组合;
粘合剂是聚四氟乙烯或聚四氟乙烯与羧甲基纤维素钠和/或甲基纤维素钠的组合。
5.根据权利要求4所述的高温镍氢电池,其特征在于镍氢电池的正极板的制造是将配比好的各组份加水混合,搅拌均匀,机械填充到正极基板上、烘干、辊压至所需电极厚度,切成设计的尺寸。
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