專利名稱：一種高溫浮充耐久性鎳氫電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎳氫電池，尤其涉及一種高溫浮充耐久性鎳氫電池。
背景技術(shù)：
鎳鎘電池采用氧化鎘作為負極材料，嚴重污染了環(huán)境，隨著人們對環(huán)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(jīng)逐漸代替鎳鎘電池，廣泛應(yīng)用與各個領(lǐng)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，受負極吸氧能力的限制，鎳氫電池耐過充能力低，尤其是高溫環(huán)境耐浮充能力更低，這一點嚴重限制了鎳氫電池在應(yīng)急燈等用在高溫環(huán)境領(lǐng)域的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫浮充耐久性鎳氫電池。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種高溫浮充耐久性鎳氫電池，包括正極、負極、隔膜及電解液，所述正極單位面積承受電流滿足20 25mA/cm2，活性物質(zhì)為摻雜5% Co+3% Zn的球鎳，導(dǎo)電物質(zhì)為CoO，含量4 10%，添加劑為鋯的氧化物，含量I 5% ;所述負極單位面積承受電流滿足18 23mA/cm2,活性物質(zhì)為高鑭AB5合金，鑭含量大于25%，負極表層O. 5 3 μ m內(nèi)有富鎳層，鎳含量大于65% ;所述隔膜為高溫耐堿隔膜；所述電解液為NaOH/LiOH水溶液，LiOH的濃度15 35g/L，電解液0H_的摩爾濃度5. O 5. 2mol/L。所述正極添加劑為氧化鋯。所述負極活性物質(zhì)AB5合金的鑭含量為26 %。所述負極中添加2 8%的鎳粉，鎳粉的粒徑D500. I O. 5微米。所述隔膜為聚丙烯隔膜或特殊尼龍隔膜。本發(fā)明中，除有特別說明，百分數(shù)為質(zhì)量百分數(shù)。本發(fā)明的有益效果高溫浮充耐久性好，完全滿足ICEL 1010 :2006標準(Industry Committee for Emergency Lighting),可應(yīng)用在應(yīng)急燈等高溫環(huán)境領(lǐng)域。
具體實施例方式本發(fā)明從多方面提升鎳氫電池高溫浮充耐久性，使其滿足ICEL 1010 :2006標準，從而可以用于應(yīng)急燈等高溫環(huán)境領(lǐng)域。首先，通過改善正極配方，來提高正極氧的析出電位，在使用時候減少氧的析出，來提高鎳氫電池高溫浮充耐久性。增加電極面積，減小單位面積上所承擔(dān)的電流，降低電極反應(yīng)極化，降低氧的析出速度，來提高鎳氫電池高溫浮充耐久性。正極單位面積承受電流滿足20 25mA/cm2，正極活性物質(zhì)采用摻雜5% Co+3% Zn的球鎳，正極導(dǎo)電物質(zhì)采用CoO，含量4 10%，添加劑采用Zr (鋯)的氧化物，含量I 5%。
其次，通過改善負極，因鎳對于負極氧的復(fù)合吸收有很好的催化性能，因此提高負極表面的鎳含量，來提高負極的吸氧能力。二是增加電極面積，增加氧氣和負極的接觸面積，從而更有效的吸收氧氣。負極采用高鑭AB5合金，鑭含量大于25%，單位面積承受電流滿足18 23mA/cm2。負極表層O. 5 3 μ m內(nèi)形成富鎳層,鎳含量大于65%,通過添加鎳粉來實現(xiàn)，負極添加鎳粉，添加量2 8%，鎳粉的粒徑D500. I O. 5微米。提高負極表面的富鎳層的方法也可參考深圳格瑞普電池有限公司發(fā)明專利(一種低溫高倍率放電的鎳氫電池其制備方法及負極片)，專利申請?zhí)?00910119762. 2。再次，通過使用PP材質(zhì)或特殊尼龍材質(zhì)隔，來提高隔膜的高溫環(huán)境下使用壽命。因PP或特殊尼龍隔膜有很好的高溫耐堿性能，采用此隔膜可以提高電池在高溫下的使用壽命。最后，調(diào)整電解液配方。采用NaOH/LioOH兩元電解液體，LiOH的量15 35g/L，電解液OH-離子的摩爾濃度5. O 5. 2。比重I. 15 I. 18g/cm3。本發(fā)明堿液的優(yōu)勢在于，比重小，電解液與負極表面接觸的表面張力小，更有利于氧氣在負極表面的復(fù)合，從而有效 提高鎳氫電池高溫浮充耐久性。實施例I采用本發(fā)明制作49AA1500電池。正極質(zhì)量配比球鎳(5% Co+3% Zn)氧化鋯氧化亞鈷=90 3 7,正極單位面積電流23mA/cm2 ;負極質(zhì)量配比AB5合金(鑭含量26%) 210鎳粉=95 5，鎳粉主要填充在負極表面并使表層0.5 3μπι內(nèi)鎳含量大于65%，負極單位面積電流21mA/cm2 ;隔膜采用700-70 (SciMAT Ltd英國西馬特公司生產(chǎn)，純PP隔膜)；電解液質(zhì)量配比NaOH LiOH ·Η20 Η20 = 160 27 900，OF摩爾濃度
5.I摩爾/L，比重I. 17g/cm3 ;搭配電池外殼制作成電池。對比例2通過傳統(tǒng)工藝制作49AA1500高溫電池。正極球鎳采用市場上用的高溫球鎳，負極合金采用市場上用的高溫合金，搭配其它配件制作成電池。測試例3高溫浮充耐久性測試。測試標準ICEL 1010 :2006標準((英國)工業(yè)委員會應(yīng)急燈標準，Industry Committee for Emergency Lighting)。測試步驟如下表所示。
權(quán)利要求
1.一種高溫浮充耐久性鎳氫電池，包括正極、負極、隔膜及電解液，其特征在于所述正極單位面積承受電流滿足20 25mA/cm2，活性物質(zhì)為摻雜5% Co+3% Zn的球鎳，導(dǎo)電物質(zhì)為CoO，含量4 10%，添加劑為鋯的氧化物，含量I 5% ;所述負極單位面積承受電流滿足18 23mA/cm2，活性物質(zhì)為高鑭AB5合金，鑭含量大于25%，負極表層O. 5 3 μ m內(nèi)有富鎳層，鎳含量大于65% ;所述隔膜為高溫耐堿隔膜；所述電解液為NaOH、LiOH混合溶液，LiOH的濃度15 35g/L，電解液OF的摩爾濃度5. O 5. 2mol/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫浮充耐久性鎳氫電池，其特征在于所述正極添加劑為氧化鋯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫浮充耐久性鎳氫電池，其特征在于所述負極活性物質(zhì)AB5合金的鑭含量為26%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫浮充耐久性鎳氫電池，其特征在于所述負極中添加2 8%的鎳粉，鎳粉的粒徑D50 O. I O. 5微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫浮充耐久性鎳氫電池，其特征在于所述隔膜為聚丙烯隔膜或特殊尼龍隔膜。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳氫電池技術(shù)領(lǐng)域，提供一種高溫浮充耐久性鎳氫電池。這種高溫浮充耐久性鎳氫電池，包括正極、負極、隔膜及電解液，所述正極單位面積承受電流滿足20～25mA/cm2，活性物質(zhì)為摻雜5％Co+3％Zn的球鎳，導(dǎo)電物質(zhì)為CoO，含量4～10％，添加劑為鋯的氧化物，含量1～5％；所述負極單位面積承受電流滿足18～23mA/cm2，活性物質(zhì)為高鑭AB5合金，鑭含量大于25％，負極表層0.5～3μm內(nèi)有富鎳層，鎳含量大于65％；所述隔膜為高溫耐堿隔膜；所述電解液為NaOH、LiOH混合溶液，LiOH的濃度15～35g/L，電解液OH-的摩爾濃度5.0～5.2mol/L。根據(jù)本發(fā)明的高溫浮充耐久性鎳氫電池，高溫浮充耐久性好，完全滿足ICEL 10102006標準，可應(yīng)用在應(yīng)急燈等高溫環(huán)境領(lǐng)域。
文檔編號H01M4/52GK102956930SQ20111025443
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者劉淼, 賈紅杰, 胡彥慶 申請人:湖南格瑞普新能源有限公司