一種鋅鎳雙極性電池極板及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于雙極性電池的極板，特別是涉及一種用于鋅鎳雙極性電池的極板及其制備方法
【背景技術】
[0002]在傳統的雙極性電池中，分配極板平行排列并彼此相鄰，形成呈"三明治"型結構堆疊的電池，以便同一個極板具有與緊靠前面的極板的正極面相互作用的負極面，及其相對的正極面，該正極面與緊靠后面的極板的負極面相互作用。這些極板也稱為雙極片，因為電極的一側或面用作電池中的陽極，且該同一個電極的對側或面用作下一個電池的陰極。陽極面和陰極面由電子導體隔開。
[0003]雙極性電池要比傳統的單極電池在電力輸出上優越很多，因其活性物質被涂覆在極板基體的兩面，電流能從基體流動到下一節電池，電流路徑極短，故在電路中因電阻電壓降而造成的電荷損失達到了最小，電池體積也因此大大減少，但雙極性電池的制作卻存在無法連續生產的困難。另一方面，鋅鎳是一種高性能電池，傳統結構下的比能量最高就可以達到70wh/kg，是電動車等的理想電源，被譽為真正的“綠色電池”。該類電池如果采用雙極結構，則其性能仍然存在很大的空間，而且成本也會因此而大幅度降低。但由于極板無法進行連續化涂片，使得無法快速的制備，限制了其工業化。
【發明內容】
[0004]本發明旨在提供一種鋅鎳雙極性電池的極板及其制備方法，以及鋅鎳雙極性電池，以達到使雙極性電池可以連續生產，且大幅提高鋅鎳電池性能的目的。
[0005]為了解決上述問題，本發明公開了一種鋅鎳雙極性電池的極板，包括鎳正極膏料，鋅負極膏料，孔狀基體，極板基體，所述的鎳正極膏體附著于第一孔狀基體，所述第一孔狀基體固定在極板基體第一表面，所述的鋅負極膏料附著于第二孔狀基體，所述第二孔狀基體固定在極板基體第一表面相對面。
[0006]優選，所述的孔狀基體可以是金屬材料，優選，泡沫鎳、沖孔鎳帶、沖孔銅網、編制銅網，也可以是耐堿性塑料制成多孔網或泡沫塑料，優選，所述的耐堿性塑料是PP、PE、PTFE、尼龍、滌綸等。其中，第一孔狀基體與第二孔狀基體可以相同，也可以不同。孔狀基體的厚度由電池容量決定。
[0007]優選，所述的極板基體是由導電的金屬材料或金屬復合材料而制成的薄膜片。更優選所述的極板基體為采用耐堿性、耐氧化、高析氫過電位的金屬薄膜制成。更優選，所述的極板基體為導電塑料薄片，兩側分別貼上鎳薄膜及鋅薄膜制成薄膜復合材料。最優選所述的極板基體為由鎳和鋅組成的薄膜片，該薄膜片為非光滑表面，一側為鎳層，以便正極鎳膏料的貼覆，另一側為鋅層，以便于負極鋅膏料的貼覆。極板基體材料要求耐腐蝕，在保證強度的前提下越薄越好，優選，厚度為0.1?2mm。
[0008]其中，所述的鎳正極膏體和鋅負極膏料沒有特別的要求，可以為本領域的公知的鎳正極膏體和鋅負極膏料。本領域技術人員可以知道如何選擇鎳正極膏體和鋅負極的材料，確定鎳正極膏體和鋅負極膏料的制備方法。例如，“鋅鎳電池鋅電極的制備及電化學性能”(?，碩士論文，浙江工業大學，2004年)中提到“稱取一定量的球形氫氧化鎳，摻入5wt.%金屬鈷粉和5wt.%石墨，混合均勻后滴加濃度為5wt.%的PTFE乳液若干滴，調成粘度適當的膏狀物”，即可得到所需的鎳電極膏料。又例如，“丙三醇對Zn-Ni電池性能的影響”(李景威等，電池，2008, 38⑴)提到“將75%氧化鋅、15%鋅酸鈣、10%鋅粉、適量緩蝕劑(In203、Bi203)、蒸餾水、黏合劑(3%PTFE+0.6%CMC)和丙三醇混合均勻制成漿料”，即得到鋅負極膏料。
[0009]本發明還公開了上述極板的制備方法，
[0010]I)將鎳正極膏料附著于第一孔狀基體，將鋅負極膏料附著于第二孔狀基體；
[0011]2)將步驟I得到的附有鎳正極膏料的第一孔狀基體固定于極板基體第一表面，將附有鋅負極膏料的第二孔狀基體固定于極板基體第一表面相對面。
[0012]將鎳正極膏料附著于第一孔狀基體，鋅負極膏料附著于第二孔狀基體可以采用公知的方法。例如采用公知的制備極片的干法，濕法，優選，濕法中的拉漿法、噴涂法、涂布法，最優選采用拉漿工藝將膏料附著于孔狀基體。
[0013]附著膏體的孔狀基體(又稱為漿帶)尺寸沒有特別的要求，可以根據電池的大小，對漿帶進行裁剪，得到裁剪后的漿帶(又稱為貼片)。
[0014]本發明還公開了一種鋅鎳雙極性電池，所述的電池中包含上述的極板。
[0015]本發明中鋅鎳雙極性電池的制作并無特別要求，以公知的雙極電池形式組裝即可。具體來說:首先取一片正單極片5，然后疊上一片隔膜7，接下來疊上一片上述的極板4，將雙極片的負極面正對正單極片5，然后再疊上一片隔膜7，接下來疊上一片上述的極板4，如此層疊，最后疊上負單極片6，將其進行密封，加入電解液就得到了本發明所述的鋅鎳雙極性電池。所述的正單極片5和負單極片6可以采用上述的漿帶，裁減后得到的貼片固定于極板基體的一側制得。電解液沒有特別要求，為普通鋅鎳電池的電解液即可，例如“鋅鎳電池負極材料氧化鋅的納米化、表面修飾及電化學性能”(馬敏，碩士論文，浙江大學，2008)中提到的電解液為含4M Κ0Η, 1.6M K3BO3j0.9M KF和0.1M L1H的水溶液，加入ZnO至過飽和。
[0016]本發明中，雙極性電池的極板的制作較以往極板的制作來說十分簡易，以往極板大多需要在制備好的極板基體上進行刮膏，使正負極活性物質分別貼覆在極板基體兩側，無法連續化生產，而本發明則可以利用現有技術例如拉漿連續操作，接下來只要將符合尺寸的漿帶分別貼覆在極板基體的兩側即得到極板。此外，還可以以制備極板同樣的方法制備出雙極電池的最外層正負極單極片，減少了生產設備的投入，降低生產成本。本發明制備的鎳鋅雙極性電池比普通電池比能量高，可以達到90wh/kg。
【附圖說明】
[0017]圖1本發明的用于鋅鎳雙極性電池的極板制作流程圖
[0018]其中，1-漿帶；2-貼片；3_極板基體；4-極板；5_正單極片；6_負單極片；7-隔膜【具體實施方式】
[