專利名稱：可充電的鎳離子電池的制作方法
技術領域：
本發明屬電池技術領域，具體涉及一種鎳離子在正極活性材料脫嵌和在負極還原 或氧化的可充電的鎳離子電池。
背景技術：
小型和可移動電池是人類現代生活的基石，每年全球電池的市場達1000億美元 以上，并帶動相關產業如消費電子、電動車、通訊等領域的蓬勃發展。每一次新型電池的發 明都可視為現代化學發展的里程碑，而且發明的電池可為人類服務長達上百年。現在小型和可移動的電池主要有鋅錳電池、鎳氫電池、鎳鉻電池、鋰離子電池、鉛 酸電池和鋅離子電池這六種。其中鋅錳電池主要為一次電池，不可重復充放電，其它電池為 二次電池，可重復充放電。二次電池能充分利用原材料，故其更經濟實用，但現存的二次電 池循環壽命大多為幾百次，因此使用一段時間后，需更換新的電池以確保放電時間不會縮 短。隨著社會的進步，人類對電子產品的需求和要求也不斷更新，電池的性能決定了 電子產品所能達到的最高性能，發明同時具有高能量密度和長壽命的二次電池成為未來新 型電子產品發展的先決條件，例如電動汽車需要長壽命的電池以符合汽車長達10年以上 的使用壽命，同時這種電池還必須具有低成本、安全和環保的特點，以順應未來“低碳”經濟 發展的大趨勢。
發明內容
本發明的目的在于提出一種高容量、循環壽命長的二次電池。錳的氧化物(Manganese Oxides,在本發明中簡寫為MN0)，如二氧化錳、三氧化二 錳、四氧化三錳等具有大尺寸的開放式結構，隧道中的陽離子可以和水溶液中的陽離子進 行交換，即具有離子交換能力，在離子交換過程中，這些隧道結構可保持穩定。在研究中我 們首次發現了二價鎳離子(附2+)在錳的氧化物材料中可逆嵌入和脫出的行為，并伴隨著Mn 的可逆變價來儲存和釋放電子(電能)，原理如式(1)所示
權利要求
1.一種可充電的鎳離子電池，由正極、負極、介于兩者之間的隔離膜以及含有陰陽離子 并具有離子導電性的電解質組成，其特征在于所述負極采用以鎳元素為主的活性材料，正極活性材料為可吸藏和釋放鎳離子的錳的氧化物材料，所述電解質是以鎳的可溶性鹽為溶質、水為溶劑并具有離子導電性的液態或凝膠態材 料，PH值介于3 7之間。
2.根據權利要求1所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于構成正極活性材料的錳 的氧化物材料為二氧化錳、三氧化二錳或四氧化三錳。
3.根據權利要求1所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于所述負極是純金屬鎳或 鎳的合金。
4.根據權利要求1所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于所述負極包括集流體和 集流體上的以鎳粉末為主的活性材料，該活性材料是用鎳粉和粘結劑制成的膜狀材料。
5.根據權利要求4所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于負極活性材料中還包括 緩腐劑，緩腐劑的添加量為負極膜質量的以下。
6.根據權利要求5所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于所述緩腐劑為銦的氧化 物、或銦的氫氧化物。
7.根據權利要求5所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于負極活性材料中還包括 電子導電劑，電子導電劑的添加量為負極膜質量的50%以下。
8.根據權利要求4所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于負極活性材料中還包括 電子導電劑，電子導電劑的添加量為負極膜質量的50%以下。
9.根據權利要求1-8任一項所述的可充電的鎳離子電池，其特征在于所述鎳的可溶 性鹽為硝酸鎳、硫酸鎳或氯化鎳。
全文摘要
本發明公開了一種可充電的鎳離子電池，其正極采用鎳離子能進行可逆脫嵌的錳的氧化物材料，負極采用以鎳元素為主的活性材料，電解質采用以鎳的可溶性鹽為溶質水為溶劑并具有離子導電性的液態或凝膠態電解質，電解質的pH值介于3～7之間。該電池具有循環壽命長、容量高、安全、環保、成本低廉等特點，可廣泛應用于消費電子、電動車、通訊、航空航天和軍事等領域。
文檔編號H01M4/62GK102005615SQ20101029723
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者康飛宇, 徐成俊, 李寶華, 杜鴻達 申請人:清華大學深圳研究生院