专利名称：镍金属氢化物或镍镉蓄电池的氢氧化镍正电极的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种用于碱性蓄电池、例如镍金属氢化物蓄电池或镍镉蓄电池的氢氧化镍正电极的生产方法。碱性蓄电池、例如镍金属氢化物蓄电池或镍镉蓄电池在现有技术中是已知的，这使得没有必要就此进行单独的出版物查证。
背景技术：
镍金属氢化物蓄电池和镍镉蓄电池具有由氢氧化镍制成的正电极。负电极由金属氢化物形成。碱液，比如苛性钾被用作为电解质。镍金属氢化物蓄电池已在日常的实际应用中证明了自己。其在相同电压下提供的能量密度大致为镍镉蓄电池的两倍。另外，其比镍镉蓄电池更加耐用，并且在完全没有有害重金属镉的情况下起作用。镍金属氢化物蓄电池的氢氧化镍正电极具有作为载体材料的电极载体结构。这可由例如镀镍的无纺布材料形成。电极载体结构包含电极的活性物质。这可以采用例如糊剂的形式来提供，并且通过振动填充被引入电极载体结构中。活性物质包含作为主要成分的氢氧化镍。为了特别地提高传导性，可向氢氧化镍添加传导性添加剂，比如石墨、碳和/或还有金属粉末。在现有技术水平中，镍金属氢化物蓄电池或镍镉蓄电池中的氢氧化镍正电极的上述结构以及用于其生产的方法是已知的。US6, 221，529另外公开了一种方法，其中氢氧化镍电极通过电解作用被转变成用于锂电池中的氢氧化镍正电极。为了这一目的，氢氧化镍电极被浸入由盐溶液形成的电解液中。US2006/0166099A1涉及具有电极载体结构的、用于镍金属氢化物蓄电池的氢氧化镍正电极的生产。在最后组装期间，最终设计得到的氢氧化镍电极与电解质一起被引入蓄电池的外壳中。电解质可采用盐溶液的形式。尽管现有技术中已知的氢氧化镍正电极已证明了自身的价值，仍存在特别是对于已提高的现有产量进行改进的需要。因此，本发明所提出的问题为提出一种改进的用于镍金属氢化物蓄电池或镍镉蓄电池的氢氧化镍正电极，其提高了现有技术水平、特别是实现的改进的现有产量的程度。
发明内容
为了解决这一问题，本发明提出了一种用于碱性镍镉或镍金属氢化物蓄电池的氢氧化镍正电极的生产方法，其中，通过将盐溶液引入包含在电极的电极载体结构内的活性物质中，对在所述方法的初期阶段中生产的氢氧化镍正电极进行后处理。实施根据本发明的方法的出发点是根据现有技术水平的、以已知的方式生产的氢氧化镍正电极。其是采用了根据本发明的方式而后处理的，由此，作为该后处理的一部分， 将盐溶液引入电极的活性物质中。实施该方法产生了氢氧化镍正电极，其活性物质具有被引入其中的盐溶液。作为实施所述方法的结果，电极被涂覆有盐溶液形式的活化物质。这有利地引起了半导电和导电表面层的形成，通过其提高了充电接收能力并可抑制任何不期望的溶胀和 /或老化过程。其结果是可实现现有产量的提高。因此本发明的要点不是在活性物质的生产中使用盐溶液，而是真正的后处理。在用于实施根据本发明的方法的出发点的情况下， “后处理”为以根据现有技术水平的已知方式所生产的氢氧化镍正电极。本发明的要点是使在初期处理阶段中所生产并基本上易于使用的这种氢氧化镍正电极在初期生产阶段之后经受额外的处理。因此基本上易于使用的氢氧化镍正电极随后被处理，即，使得盐溶液引入到包含在电极的电极载体结构中的活性物质中。因此电极的活性物质随后具有被加入其中的盐溶液。不同于上述根据US 62215^B1和US 2006/0166099A1的现有技术水平，根据本发明的设计的要点也不是使用了盐溶液形式的或包含有作为组分的盐溶液的电解质。使用根据本发明的方法所生产的电极被后处理，即在盐溶液被引入电极的活性物质中的情况下。 然后以这种方式设计的电极被插入到蓄电池的外壳中，其中用于最终蓄电池设计的电解质也必须以现有技术已知的方式被引入。优选地将金属盐溶液作为盐溶液。在这种情况下，选择盐溶液以使得包含在其中的阴离子不对后来的电池反应产生有害影响。原则上，随后通过所使用的盐溶液，采用根据本发明的方法的实施例将不同种类的掺杂物引入电极的活性物质中，即引入电极表面。这些特别包括副族元素的金属离子，比如锌、锰、铁、钴、铌、镉、铜、钇、镧系元素，或者也包括主族元素，比如铝、钡和铍。根据本发明的优选实施例，通过真空浸渍产生盐溶液的渗透，其中盐溶液被活性物质吸收。根据这一程序，在早期生产工艺中产生的电极经受真空。其结果是，盐溶液被活性物质吸收，其中盐溶液具有对应的离子并在一定程度上也可被称为活化物质。优选地，在这种情况下，电极的表面碱性提供了所需物质从中性或弱酸性盐溶液、优选为金属盐溶液中的析出。使用真空，换句话讲，使用真空浸渍的具体优势在于非常快速和均勻地将盐溶液引入电极中，并因此引入其活性物质中。0. 001巴至0. 2巴，优选地0. 01巴至0. 15巴，甚至更优选地0. 1巴的压力被用作
为真空浸渍期间的压力。电极被保持在真空下的持续时间为10秒至5分钟之间，更优选地从60秒至4分钟，甚至更优选地从2至3分钟。不言而喻，所提到的与压力和保持周期相关的参数必须相应地根据活性物质的成分和盐溶液的成分而选择。一旦已将盐溶液引入活性物质中，电极被从活化溶液，换句话讲，从盐溶液中移除，并随后被干燥。可在为此目的而设置的循环烘箱中进行这种干燥。本发明的另一特征提供了可实施具有后续干燥的反复浸渍。在各种情况下，不同的活化溶液，换句话讲，不同的盐溶液可被用于此。
本发明的其它特征和优势将由下面基于单一的附图1的描述而呈现，其中， 图1以图解形式示出了根据本发明的方法的实施例。
附图标记1根据现有技术水平的氢氧化镍正电极的生产2后处理3真空浸渍4 箭头5 干燥6 箭头
具体实施例方式用于实施根据本发明的方法的出发点为，根据第一工艺阶段1生产根据现有技术水平的氢氧化镍正电极。根据现有技术水平而生产的电极经受根据本发明的后处理2。作为后处理2的一部分，首先将活化溶液引入电极的活性物质中。在这种情况下， 优选地在真空中通过真空浸渍3将活化溶液引入活性物质中。为了这一目的，电极被引入到真空中。其结果是，活化溶液被自动地吸收到电极的活性物质中，且其渗入活性物质的活性材料微粒之间的间隙和电极的孔隙中。由此，活性物质设置有由活化溶液产生的活化物质。特别地，盐溶液、优选为金属盐溶液可被用作为活化溶液。在这种情况下，金属盐溶液的离子构成了活化物质。在图1的箭头4所示出的真空浸渍3之后，提供了电极的干燥5。根据箭头6，真空浸渍3和随后的电极的干燥5可以反复进行。在金属盐溶液作为活化溶液的情况下，这样的溶液优选地与可在中和点处化学析出的、具有2和9之间的pH值的金属离子一起使用。副族元素，特别是比如锌、锰、铁、钴、铌、镉、铜、钇和/或镧系元素被用作为活化溶液的阳离子。然而，也可分别使用主族元素，比如铝、钡和铍，或者上述离子的混合物。优选地，活化溶液的阴离子是氧化还原稳定的，比如例如硼酸盐、硫酸盐、高氯酸盐、磷酸盐、偏磷酸盐和/或硅酸盐。
权利要求
1.一种用于生产镍镉或镍金属氢化物蓄电池的氢氧化镍正电极的方法，其中，通过将盐溶液引入包含在所述电极的电极载体结构中的活性物质内，对在所述方法的初期阶段中生产的氢氧化镍正电极进行后处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在真空下对所述电极进行浸渍而引入所述盐溶液，其中所述盐溶液被所述活性物质吸收。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供了对后处理过的电极的干燥。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述真空浸渍在0.001巴至0.2 巴的压力下进行。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以10秒至5分钟的周期实施所述真空浸渍。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，金属盐溶液被用作为所述盐溶液。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，实施具有后续干燥的反复的真空浸渍。
全文摘要
本发明涉及一种用于镍金属氢化物或镍镉蓄电池的氢氧化镍正电极的生产方法。为了获得具有改进的现有产量的氢氧化镍正电极，本发明提出了用于镍金属氢化物蓄电池或镍镉蓄电池的氢氧化镍正电极的生产方法，其中，通过将盐溶液引入包含在电极的电极载体结构中的活性物质内，对在所述方法的初期阶段中产生的氢氧化镍正电极进行后处理。
文档编号H01M4/48GK102544455SQ20111030618
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者施梅尔特·卡特娅, 本泽-阿尔莫斯·嘉宝, 欧姆·德特勒夫, 沙夫拉特·乌维, 马戈尔夫·瑞讷 申请人:荷贝克电池系统股份有限公司