專利名稱：一種低溫高倍率放電的鎳氫電池其制備方法及負極片的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鎳氫電池及其制備方法，尤其涉及一種低溫高倍率放電的鎳氫電 池其制備方法及負極片。
背景技術：
鎳鎘電池采用氧化鎘作為負極材料，嚴重污染了環境，隨著人們對環境污染的重 視程度越來越高，鎳鎘電池也將慢慢退出市場。鎳氫電池使用貯氫合金作為負極材料，屬于 綠色能源。鎳氫電池已經逐漸代替鎳鎘電池，廣泛應用與各個領域。鎳氫電池與鎳鎘電池 相比，鎳氫電池也有一定的局限性能。鎳氫電池貯氫合金在低溫環境下，合金活性差，負極 表層電子傳導性差，造成電池在低溫放電能力差，尤其是低溫大倍率放電能力，導致鎳氫電 池在一些寒冷的地區無法使用。這一點嚴重阻礙了鎳氫電池的發展。鎳氫電池負極活性物質使用AB5或AB2合金，因受到合金晶體形狀限制和合金性 能最優化的考慮。目前工業化的AB5合金組成，合金中鎳的含量<60% ；工業化的AB2合 金中鎳含量< 63%。從合金本身增加鎳含量來提高負極表層的電子傳導能力也是有限的。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可于低溫下大倍率放電的鎳氫電 池其制備方法及負極片。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種低溫高倍率放電鎳氫電池的負 極片，包括貯氫合金粉及其所附著的導電骨架，負極片表面具有富鎳層，其中鎳含量大于 65%。所述富鎳層的厚度為0. 5-3 μ m。實驗表明，富鎳層太薄其對鎳氫電池的低溫放電 性能改善很有限，而富鎳層太厚則影響貯氫合金粉的活性，使電池容量降低。另一方面，本發明提供一種低溫高倍率放電的鎳氫電池，包括負極片，所述負極片 表面具有富鎳層，其中鎳含量大于65%。而且，本發明還提供一種低溫大倍率放電鎳氫電池的制備方法，包括負極片的制 備，在負極片表面上形成富鎳層，其中鎳含量大于65%。在本發明中，鎳含量是指其質量百分含量。低溫是指-10°C--4(TC。高溫是指高 于40°C。高倍率是指大于或等于5C。本發明是通過增加負極表層的鎳含量來增強鎳氫負極的活性進而做到鎳氫電池 能夠在低溫環境下大倍率放電，其制備方法簡便容易實現，在-15°C低溫條件下10倍率放 電與常溫下10倍率放電相比，10倍率放電效率高達95%以上，而且放電曲線平坦，在75% 以上時間內放電電壓集中在1-0. 9V范圍內。
圖1是根據本發明優選實施例的鎳氫電池及常規鎳氫電池的放電曲線。
具體實施例方式在本發明的一種優選的實施方式中，富鎳層的厚度為0. 5-3 μ m。實驗表明，富鎳層 太薄其對鎳氫電池的低溫放電性能改善很有限，而富鎳層太厚則影響貯氫合金粉的活性， 使電池容量降低。在本發明的一種優選的實施方式中，富鎳層的鎳含量為75% -95%。下面結合實施例，對本發明做進一步的說明。實施例1 一種鎳氫電池，負極片使用珠海金峰航電源科技有限公司生產的AB5貯氫合金 粉，產品型號為6S。先采用化學鍍鎳的方法將貯氫合金粉表面鍍鎳，鍍液為硫酸鎳，氧化劑 為次磷酸鈉，鍍液溫度為85°C。把貯氫合金粉放在鍍液內，化學鍍IOmin.，經過濾，水洗，真 空干燥處理，制得表層0. 5-3 μ m內鎳含量90-100%的貯氫合金粉。使用處理過的貯氫合金 粉，負極導電骨架使用鎳網，采用干法上粉的方式制作負極片，負極表層0. 5-3μπι內的鎳 含量80-95%。正極片使用河南新飛科隆電源有限公司生產的球形氫氧化亞鎳，婁底紅太陽 電源新材料有限公司生產的氧化亞鈷，正極導電骨架使用泡末鎳，采用半干法上粉方式制 作正極片。電解液使用30%的KOH溶液。裝配成電池。實施例2一種鎳氫電池，負極片使用珠海金峰航電源科技有限公司生產的ΑΒ5貯氫合金 粉，產品型號為6S。負極導電骨架使用鎳網，采用干法上粉的方式制作負極片，采用化學鍍 鎳的方法，鍍液為硫酸鎳，氧化劑為次磷酸鈉，鍍液溫度為85°C。把負極片放在鍍液內，化學 鍍IOmin.，經過濾，水洗，真空干燥處理，這樣制得表層0. 5-3 μ m內鎳含量85-100 %的負極 片。正極片使用河南新飛科隆電源有限公司生產的球形氫氧化亞鎳，婁底紅太陽電源新材 料有限公司生產的氧化亞鈷，正極導電骨架使用泡末鎳，采用半干法上粉方式制作正極片。 電解液使用30 %的KOH溶液。裝配成電池。實施例3一種鎳氫電池，負極片使用珠海金峰航電源科技有限公司生產的AB5貯氫合金 粉，產品型號為6S。負極導電骨架使用鎳網，采用干法上粉的方式制作負極片，負極片置于 30% KOH溶液內，溶液溫度80°C，把負極片浸泡25小時，經水洗，干燥處理，這樣制得表層 0. 5-3 μ m內鎳含量68-80%的負極片。正極片使用河南新飛科隆電源有限公司生產的球形 氫氧化亞鎳，婁底紅太陽電源新材料有限公司生產的氧化亞鈷，正極導電骨架使用泡末鎳， 采用半干法上粉方式制作正極片。電解液使用30%的KOH溶液。裝配成電池。實施例4一種鎳氫電池，負極片使用珠海金峰航電源科技有限公司生產的AB5貯氫合金 粉，產品型號為6S。負極導電骨架使用鎳網，采用干法上粉的方式制作負極片。正極片使用 河南新飛科隆電源有限公司生產的球形氫氧化亞鎳，婁底紅太陽電源新材料有限公司生產 的氧化亞鈷，正極導電骨架使用泡末鎳，采用半干法上粉方式制作正極片。電解液使用30% 的KOH溶液。裝配成電池。電池封口后，常溫擱置3天，進行第一次化成，第一次化成結束 后，進行第一次高溫陳化，在85°C環境內擱置75小時。第一次高溫陳化結束之后，進行第二 次化成，第二次化成結束后，進行第二次高溫陳化，在85°C環境內擱置75小時。電池這樣高溫陳化處理后，負極表層0. 5-3 μ m內的鎳含量68-80%。實施例5 一種鎳氫電池，負極片使用珠海金峰航電源科技有限公司生產的AB5貯氫合金 粉，產品型號為6S。負極導電骨架使用鎳網，采用干法上粉的方式制作負極片。正極片使用 河南新飛科隆電源有限公司生產的球形氫氧化亞鎳，婁底紅太陽電源新材料有限公司生產 的氧化亞鈷，正極導電骨架使用泡末鎳，采用半干法上粉方式制作正極片。電解液使用30% 的KOH溶液。裝配成電池。電池封口后，常溫擱置3天，第一次化成，第一次化成結束后，采 用大倍率活化，電池先用0. 6C充滿電，放置60min.，然后IOC放電到0. 8V，這樣反復進行充 放電7次。電池這樣大倍率放電處理后，負極表層0. 5-3 μ m內的鎳含量68-80%。對比例6正極使用河南新飛科隆電源有限公司生產的球形氫氧化亞鎳，婁底紅太陽電源新 材料有限公司生產的氧化亞鈷，正極導電骨架使用泡末鎳，采用半干法上粉方式制作正極 片。負極片使用珠海金峰航電源科技有限公司生產的AB5貯氫合金粉，產品型號為6S。負 極導電骨架使用鎳網，采用干法上粉的方式制作負極片。電解液使用30%的KOH溶液。裝 配成電池。測試例7使用X射線光電能譜表面分析方法(XPS)檢測以上各實施例中負極表面0. 5-3 μ m 厚度范圍內鎳的重量百分含量，檢測結果如下表 測試例8測試以上實施例1-6中得到的電池的低溫大倍率放電能力，得到如圖2所示的放 電曲線，圖中1-6分別表示實施例1-6中所得各電池的放電曲線。測試條件及方法常溫IC 充電72min，在-15°C環境擱置12小時，10放電到0. 5V ；充放電設備使用廣州擎天BS9361 二次電池性能測試裝置；低溫箱使用東莞明馳高低溫濕熱試驗箱。由放電曲線可以看出， 采用本發明方法所得到的鎳氫電池低溫下放電性能良好，放電曲線平坦，在75%以上時間 內放電電壓集中在1-0. 9V范圍內。測試結果見下表
權利要求
一種低溫高倍率放電鎳氫電池的負極片，包括貯氫合金粉及其所附著的導電骨架，其特征在于所述負極片表面具有富鎳層，其中鎳含量大于65％。
2.根據權利要求1所述的低溫高倍率放電鎳氫電池的負極片，其特征在于所述富鎳 層的厚度為0. 5-3 μ m。
3.—種低溫高倍率放電的鎳氫電池，包括負極片，其特征在于所述負極片表面具有 富鎳層，其中鎳含量大于65%。
4.根據權利要求3所述的低溫高倍率放電的鎳氫電池，其特征在于所述富鎳層的厚 度為 0. 5-3 μ mo
5.一種如權利要求3所述的鎳氫電池的制備方法，包括負極片的制備，其特征在于包 括在負極片表面上形成富鎳層，其中鎳含量大于65%。
6.根據權利要求5所述鎳氫電池的制備方法，其特征在于先將貯氫合金粉表面鍍鎳， 直到貯氫合金粉表面鎳含量大于65%，然后用鍍過鎳的貯氫合金粉及導電骨架制備負極 片。
7.根據權利要求5所述鎳氫電池的制備方法，其特征在于先用貯氫合金粉及導電骨 架制備負極片，再將負極片表面鍍鎳，直到負極片表面鎳含量大于65%。
8.根據權利要求5所述鎳氫電池的制備方法，其特征在于先用貯氫合金粉及導電骨 架制備負極片，再將負極片于高溫堿溶液中浸泡使負極片表面其它元素溶解而在表面形成 富鎳層，直到負極片表面鎳含量大于65%。
9.根據權利要求5所述鎳氫電池的制備方法，其特征在于先將正、負極及電解液裝配 成電池，將電池化成一次，然后60 100°C下陳化，依次反復進行化成和高溫陳化，直到負 極片表面鎳含量大于65%。
10.據權利要求5所述鎳氫電池的制備方法，其特征在于將正、負極及電解液裝配成 電池，將電池化成一次，接著將電池先用0. IC IC充滿電，放置一段時間，再高倍率放電到 0. 8V，反復進行充放電3 10次，直到負極片表面鎳含量大于65%。
全文摘要
本發明屬于鎳氫電池技術領域，提供一種低溫高倍率放電的鎳氫電池其制備方法及負極片。這種鎳氫電池負極片，包括貯氫合金粉及其所附著的導電骨架，負極片表面具有富鎳層，其中鎳含量大于65％。這種鎳氫電池，包括負極片，負極片表面具有富鎳層，其中鎳含量大于65％。這種鎳氫電池的制備方法，包括負極片的制備，包括在負極片表面上形成富鎳層，其中鎳含量大于65％。本發明是通過增加負極表層的鎳含量來增強鎳氫負極的活性進而做到鎳氫電池能夠在低溫環境下大電流放電，其制備方法簡便容易實現，在-15℃低溫條件下10倍率放電與常溫下10倍率放電相比，10倍率放電效率高達95％以上，而且放電曲線平坦，在75％以上時間內放電電壓集中在1-0.9V范圍內。
文檔編號H01M10/28GK101847719SQ20091011976
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月26日 優先權日2009年3月26日
發明者劉淼, 胡彥慶, 賈紅杰 申請人:深圳市格瑞普電池有限公司