專利名稱：新型鎳氫二次電池粘合劑的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種新型的電池粘合劑，尤其是一種適合用于鎳氫二次電池體系的采 用復合材料的粘合劑。
背景技術(shù)：
鎳氫二次電池是目前應用最廣泛的二次電池之一，其能量密度是鎳鎘電池的 1. 5 2. 0倍，體積能量密度可與鋰離子電池相當，功率密度較高，適合較大電流的充放電， 無環(huán)境污染。鎳氫二次電池的負極材料為貯氫合金——MH,正極材料為Ni (OH)2,主要電解質(zhì)為 KOH水溶液。從半電池反應中可以看出，電池中的KOH電解液不僅起離子遷移電荷的作用， 而且在充放電過程中0H_和H2O還都參與了電極反應，然而反應的盡結(jié)果并沒有使電解質(zhì) 的量和濃度發(fā)生變化，所以鎳氫二次電池具有可以密封，實現(xiàn)完全免維護之特色，金屬氫化 物的貯氫密度為標準狀態(tài)下H2的1000倍以上，貯氫合金具有較高的放電容量，良好的高倍 率放電性能，較長的循環(huán)壽命，一般可以充放電500次左右。目前鎳氫二次電池正在電動工 具、混合動力車輛上獲得越來越多的應用。由于我國擁有豐富的稀土礦藏資源，因此結(jié)合鎳 氫二次電池的優(yōu)勢與我國之實際，開發(fā)研究并生產(chǎn)出先進水平的Ni/MH電池勢必更加具有 重大意義。目前，關于鎳氫二次電池的研究及文獻報道多集中在電極活性材料方面，對粘合 劑的研究較少，而粘合劑(Binder)對改善鎳氫二次電池性能也有重要作用。常用的粘合劑 有羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPMC)、SBR、 PMMA、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等，工業(yè)上一般 采用其中一種或多種粘合劑按不同的組份和含量與電極活性材料混合鎳氫二次電池。良好 的粘合劑能對正負及漿料起增稠分散作用，還能保持正負極內(nèi)部電解液量分布均勻，減少 氣體產(chǎn)生，保持充放電反應順利進行，而若粘合劑組份搭配不適當，易將電極表面阻塞，進 而阻滯電極表面氧化還原反應的發(fā)生，降低充放電效率，甚至造成電池內(nèi)壓迅速上升。專利申請?zhí)?3159012. 8、專利申請?zhí)?7116469. X和專利申請?zhí)?00810122172. 0 的文獻中分別公開了二種不同組份的粘合劑。聚苯胺(PAn)具有優(yōu)良的電化學活性和環(huán)境穩(wěn)定性，應用聚苯胺的優(yōu)良導電性 能，通過多種方式與其他結(jié)構(gòu)，功能材料共聚，能夠得到多種多樣的新型高分子材料，并用 于航空航天，汽車，微電子，通信，紡織等諸多領域，逐漸成為近年來研究的熱點。聚吡咯(PPY)由于具有典型的剛性共軛大π鍵結(jié)構(gòu)因而表現(xiàn)出良好的導電性，并 且還具有電導率可調(diào)、易合成且質(zhì)輕等諸多為金屬導電材料所無法比擬的優(yōu)點。聚吡咯與 常規(guī)聚合物基體如聚乙烯醇、聚氯乙烯等形成的復合膜不僅可以綜合聚吡咯奇異的多功能 性與常規(guī)聚合物的易成膜性和低成本性于一體，而且可望發(fā)揮兩者的協(xié)同效應，從而大大 拓寬其應用領域。該研究已經(jīng)成為導電聚合物研究領域中的又一新熱點。由于聚吡咯聚吡 咯具有較高的電導率與良好的環(huán)境穩(wěn)定性，在透明導電膜、化學傳感器、生物分離膜、電致變色膜領域具有誘人的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使電極活性物質(zhì)不易粉化脫落、充放電容量高、循環(huán)性 好等優(yōu)點的電池粘合劑。尤其是一種適合用于鎳氫二次電池體系的采用復合材料的粘合 劑。本發(fā)明所述的鎳氫二次電池粘合劑是由聚苯胺或聚吡洛等導電塑料與聚四氟乙 烯、聚乙烯醇、聚乙烯、石油樹脂、環(huán)氧樹脂等樹脂中的一種或多種混合共聚而成的復合材 料；其中聚苯胺或聚吡洛在復合材料中的含量為2 30%，所述的復合材料為煉膠形式。應用時，首先將以煉膠的形式將草酸金屬配合物聚苯胺、聚吡洛、聚四氟乙烯等聚 合物按比例進行混合共聚，將共聚后的復合材料溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜 (DMSO)等有機溶劑與水組成的混合溶液中，形成濃度為4% 20%的粘合劑溶液，然后，將 共聚后的復合材料與電極活性材料、添加劑、導電劑等混合攪制備成黏度適中的漿料。將制 備好的漿料涂于不銹鋼帶、鎳網(wǎng)或泡沫鎳集流體上，在50°C下干燥8小時，滾壓秤成型后即 可裝配電池。在本發(fā)明新型鎳氫二次電池粘合劑中，所述的電極活性材料其含量為80% 96%,正極活性材料可選用球形β -Ni (OH)2,負極活性材料選用貯氫合金。在本發(fā)明新型鎳氫二次電池粘合劑中，所述的導電劑其含量為2. 5% 18. 2%, 可選用鎳粉、鈷粉、鋅粉、乙炔黑、石墨和活性碳中的一種或幾種。在本發(fā)明新型鎳氫二次電池粘合劑中，所述的添加劑其含量為0 % 1. 6 %，可選 用酒石酸金屬配合物、葡萄糖二酸金屬配合物等其它MOFs材料中的一種或幾種。本發(fā)明的優(yōu)點是1.原料的選擇來源于一般的化學品，制備工藝流程簡練，操作方便；2.本發(fā)明的粘合劑在電解液中穩(wěn)定存在；3.本發(fā)明的粘合劑組份中的聚苯胺、聚吡洛等導電聚合物，具有具有優(yōu)良的電化 學活性和環(huán)境穩(wěn)定性，能進一步改善了電池正極的性能；4.采用本發(fā)明制造的鎳氫電池取得了如下的發(fā)明效果a.提高了活性物質(zhì)的利用率；b.提高了鎳氫電池的循環(huán)壽命，電極活性物質(zhì)不易粉化脫落；c.提高了電池的充放電效率。下面是本發(fā)明的一些實例，僅作為例證，而不應看做是對任何方面有所限制。顯 然，對于本領域的技術(shù)人員來說，在不偏離公開內(nèi)容的精神和范圍以及權(quán)益要求范圍的前 提下，可根據(jù)前述公開內(nèi)容和討論對本發(fā)明進行改進和深化。
具體實施例方式實施例1 將聚四氟乙烯80g、聚吡咯20g溶于900g 30% DMF水溶液中，形成濃度為10%的 粘合劑溶液，再將電極活性材料90g、導電劑5g，加入到50g 10%的粘合劑溶液中攪拌，制 成漿料，將制備的漿料涂覆于泡沫鎳等集流體上，烘干滾壓即得正負極板。
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實施例2 將聚四氟乙烯93g、聚吡咯2g，聚苯胺7g，環(huán)氧樹脂5g，聚乙烯醇Ig溶于900g 20 % DMF水溶液中，形成濃度為10 %的粘合劑溶液，再將電極活性材料90g、導電劑4g、添加 劑葡萄糖二酸錳lg、加入到50g 10%的粘合劑溶液中攪拌，制成漿料，將制備的漿料涂覆 于泡沫鎳等集流體上，烘干滾壓即得正負極板。
權(quán)利要求
一種鎳氫二次電池粘合劑，其特征在于所述的粘合劑是由聚苯胺或聚吡洛等導電塑料與聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、石油樹脂、環(huán)氧樹脂等樹脂中的一種或多種混合共聚而成的復合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的鎳氫二次電池粘合劑，特征在于所述的復合材料為煉膠形式。
3.如權(quán)利要求1所述的鎳氫二次電池粘合劑，特征在于所述的導電塑料在復合材料中 的含量為2 30%
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的電池粘合劑，尤其是一種適合用于鎳氫二次電池體系的采用復合材料的粘合劑。其特征是本發(fā)明的鎳氫二次電池粘合劑是由聚苯胺或聚吡洛等導電塑料與聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯、石油樹脂、環(huán)氧樹脂等樹脂中的一種或多種混合共聚而成的復合材料；其中導電塑料在復合材料中的含量為2～30％，所述的復合材料為煉膠形式。使用本發(fā)明的粘合劑制備的電池，電極活性物質(zhì)不易粉化脫落，充放電容量高，循環(huán)性好。
文檔編號H01M4/24GK101924215SQ200910099668
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者馮云龍, 劉繼偉, 呂耀康, 王曉娟, 蘇虹, 陳靜 申請人:浙江師范大學