一种镍氢电池正极粉末材料及镍氢电池的制备方法
【专利摘要】本发明提供的一种镍氢电池正极粉末材料，按照质量百分比由以下组分组成：35％～60％的球形Ni(OH)2，35％～62％的覆钴球形Ni(OH)2，2.5％～6％的CoO粉末，0.5％～1.0％的粘结剂，以上各组分的质量百分比之和为100％，同时还提供了含有上述组分的镍氢电池制备方法，利用本发明镍氢电池制备方法所制得的镍氢电池具有低温放电性能好、放电效率高、自放电低。
【专利说明】一种镍氢电池正极粉末材料及镍氢电池的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学电源【技术领域】，涉及一种镍氢电池正极粉末材料，本发明还涉及 此种镍氢电池正极粉末材料的镍氢电池的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着移动电源在人们生活中的使用范围越来越广，在使用过程中，人们对电池的 性能要求也越来越严格，例如电池的热效应差、高温充电性能差、自放电大等缺点，同时还 存在在超低温度条件下，电池放电效率低，自放电大，这样严重影响人们的使用，目前市场 上镍氢电池正极使用单纯普通球镍添加氧化亚钴制成，使用该配方制造的电池在低温下离 子和电子导电性差，同时由普通工艺生产的电池电子导电网络比较单一，在超低温度下放 电效率低，所以改变镍氢电池配方成分，提高电池在低温环境下的放电效率是很有必要的。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种镍氢电池正极粉末材料，解决了现有技术中的镍氢电池 在低温环境下放电效率低的技术问题。
[0004] 本发明的另一目的是提供含有上述镍氢电池正极粉末的电池制备方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种镍氢电池正极粉末材料，按照质量百分比由以 下组分组成：35%?60%的球形Ni(0H) 2,35%?62%的覆钴球形Ni(0H)2,2. 5%?6%的 C〇0粉末，0.5%?1.0%的粘结剂，以上各组分的质量百分比之和为100%。
[0006] 本发明的特点还在于：
[0007] 粘结剂是PT微粉。
[0008] 本发明所采用的另一技术方案是，一种镍氢电池的制备方法，具体按照以下步骤 实施：
[0009] 步骤1 :称取镍氢电池正极所需的组分：
[0010] 按照质量百分比分别称取35 %?60 %的球形Ni (0H) 2, 35 %?62 %的覆钴球形 Ni(0H)2,2. 5%?6%的C〇0粉末，0. 5%?1. 0%的粘结剂，以上组分的质量百分比总和是 100%,然后将称取的C〇0粉末过100目筛后备用；
[0011] 步骤2 :将步骤1称取的各组分混合并手工搅拌，直至C〇0粉末和粘结剂肉眼不可 见；
[0012] 步骤3 :将步骤2所制得的混合粉末加入混粉机中，启动公转开关和强制搅拌开关 进行混粉，混粉时间是2h?3h，即得到正极粉末；
[0013] 步骤4 :将步骤3制得的正极粉末填充到打印好极耳位的发泡镍基体中，使用高精 度毛刷进行均匀精密填充，辊压成片状，将辊压成片状的发泡镍基体裁切成正极片；
[0014] 步骤5 :在步骤4所裁切的正极片的极耳位处点焊纯镍带极耳，并对焊有纯镍带极 耳的正极片进行软化，制得成品正极片；
[0015] 步骤6 :称取负极储氢合金粉、导电剂，分散剂，粘接剂配成负极浆料，将负极浆料 涂覆在冲孔镀镍钢带上；
[0016] 步骤7 :将步骤6涂覆有负极浆料的镀镍钢带输送到烘干箱进行烘干；
[0017] 步骤8 :将步骤7所制得的干燥镀镍钢带滚压、切片制成成品负极片；
[0018] 步骤9 :用卷绕机将步骤5制得的成品正极片、隔膜及步骤8制得的成品负极片卷 绕成筒状，并将其装入镀镍钢壳，其中隔膜设置于成品正极片和正品负极片之间，成品正极 片纯镍带极耳处于镀镍钢壳开口端；
[0019] 步骤10 :将步骤9镀镍钢壳开口端进行滚槽，并将准备好的电池盖帽点焊在镀镍 钢壳开口端；
[0020] 步骤11 :在步骤10镀镍钢壳中加注电解液，并将含有电解液的镀镍钢壳开口端进 行封口，最终制得镍氢电池。
[0021] 本发明的特点还在于：
[0022] 步骤1中粘结剂是PT微粉
[0023] 步骤3中混粉机是V型混粉机
[0024] 步骤6的导电剂是炭黑粉末；
[0025] 步骤6的粘结剂是CMC ;
[0026] 步骤9的隔膜是PE、PP或者尼龙的一种；
[0027] 步骤11的电解液是Κ0Η溶液或者NaOH溶液的一种。
[0028] 本发明的有益效果是：本发明提供的镍氢电池正极粉末材料，包含有球形 Ni (0H)2、覆钴球形Ni (0H)2、C〇0粉末、粘结剂，用这种正极配方制得的镍氢电池具有低温放 电性能好、放电效率高、自放电低的优点，本发明提供的包含有上述正极粉末的镍氢电池制 备方法，工序简单，所制得的镍氢电池低温放电性能好。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是本发明一种镍氢电池的制备方法所制得的AA2000mAh镍氢电池与普通 AA2000mAh镍氢电池在低温-40°C放电时的曲线对比效果图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0031] 本发明提供了一种镍氢电池正极粉末材料，按照质量百分比由以下组分组成： 35%?60%的球形Ni(0H)2,35%?62%的覆钴球形Ni(0H)2,2. 5%?6%的C〇0粉末， 0.5%?1.0%的粘结剂，以上各组分的质量百分比之和为100%，粘结剂是PT微粉。
[0032] 本发明还提供了一种镍氢电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0033] 步骤1 :称取镍氢电池正极所需的组分，
[0034] 按照质量百分比分别称取35 %?60 %的球形Ni (0H) 2, 35 %?62 %的覆钴球形 Ni(0H)2,2. 5%?6%的C〇0粉末，0. 5%?1. 0%的粘结剂，以上组分的质量百分比总和是 100%，并将称取的C〇0粉末过100目筛后备用，其中粘结剂是PT微粉；
[0035] 步骤2 :将步骤1称取的各组分混合并手工搅拌，直至C〇0粉末和粘结剂肉眼不可 见；
[0036] 步骤3 :将步骤2所制得的混合粉末加入混粉机中，启动公转开关和强制搅拌开关 进行混粉，混粉时间是2h?3h，即得到正极粉末，混粉机是一种V型混粉机；
[0037] 步骤4 :将步骤3制得的正极粉末填充到打印好极耳位的发泡镍基体中，使用高精 度毛刷进行均匀精密填充，辊压成片状，将辊压成片状的发泡镍基体裁切成正极片；
[0038] 步骤5 :在步骤4所裁切的正极片的极耳位处点焊纯镍带极耳，并对焊有纯镍带极 耳的正极片进行软化，制得成品正极片；
[0039] 步骤6 :称取镍氢电池负极所需的负极储氢合金粉、导电剂，分散剂，粘接剂配成 负极浆料，将负极浆料涂覆在冲孔镀镍钢带上，其中导电剂是炭黑粉末，粘结剂是CMC ;
[0040] 步骤7 :将步骤6涂覆有负极浆料的镀镍钢带输送到烘干箱进行烘干；
[0041] 步骤8 :将步骤7所制得的干燥镀镍钢带滚压、切片制成成品负极片；
[0042] 步骤9 :用卷绕机将步骤5制得的成品正极片、隔膜及步骤8制得的成品负极片卷 绕成筒状，并将其装入镀镍钢壳，其中隔膜设置于成品正极片和正品负极片之间，成品正极 片纯镍带极耳处于镀镍钢壳开口端，其中隔膜是PE、PP或者尼龙的一种；
[0043] 步骤10 :将步骤9镀镍钢壳开口端进行滚槽，并将准备好的电池盖帽点焊在镀镍 钢壳开口端；
[0044] 步骤11 :在步骤10镀镍钢壳中加注电解液，并将含有电解液的镀镍钢壳开口端进 行封口，最终制得镍氢电池，其中电解液是Κ0Η溶液或者NaOH溶液的一种。
[0045] 本发明提供的镍氢电池正极包含球形Ni(0H)2，覆钴球形Ni(0H) 2, C〇0粉末，粘结 剂，利用此镍氢电池正极制得的镍氢电池低温放电性能好、放电效率高的优点。
[0046] 如图1所示，用河南科隆产生产的以35%?60%的Zn3球型氢氧化亚镍（KL4#)、 35 %?62 %的覆钴球形Ni (0H) 2、2. 5 %?6 %的导电添加剂C〇0粉末和0. 5 %?1. 0 %的粘 结剂PT微粉，以上各组分的质量百分比之和为100%，按照上述比例进行干法配置并混合 均匀作为低温正极配方，和普通球形氢氧化亚镍配置的普通配方作为正极进行对比，并测 试两种正极配方的镍氢电池分别在低温零下40°C用0. 1C充电16h，搁置30min，再用0. 2C 放电到0. 9V相同的测试条件下进行放电效果对比，由图1得知：普通正极配方的镍氢电 池放电效率为72%，放电中值电压为1. 01V，但是本发明正极配方的镍氢电池放电效率为 92%，放电中值电压为1. 12V，所以采用本发明正极配方的镍氢电池在低温条件下放电效率 明显高于普通镍氢电池的放电效率。
[0047] 将普通镍氢电池和本发明的镍氢电池各项性能参数做对比，如表1所示，
[0048]
【权利要求】
1. 一种镍氢电池正极粉末材料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成： 35%?60%的球形Ni(0H) 2,35%?62%的覆钴球形Ni(0H)2,2. 5%?6%的CoO粉末， 0. 5%?1. 0%的粘结剂，以上各组分的质量百分比之和为100%。
2. 根据权利要求1所述的一种镍氢电池正极粉末材料，其特征在于，所述的粘结剂是 PT微粉。
3. -种镍氢电池的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施： 步骤1 :称取镍氢电池正极所需的组分， 按照质量百分比分别称取35 %?60 %的球形Ni (0H)2, 35 %?62 %的覆钴球形 Ni(0H)2,2. 5%?6%的C〇0粉末，0. 5%?1. 0%的粘结剂，以上组分的质量百分比总和是 100%,然后将称取的C〇0粉末过100目筛后备用； 步骤2 :将步骤1称取的各组分混合并手工搅拌，直至CoO粉末和粘结剂肉眼不可见； 步骤3 :将步骤2所制得的混合粉末加入混粉机中，启动公转开关和强制搅拌开关进行 混粉，混粉时间是2h?3h，即得到正极粉末； 步骤4 :将步骤3制得的正极粉末填充到打印好极耳位的发泡镍基体中，使用高精度毛 刷进行均匀精密填充，辊压成片状，将辊压成片状的发泡镍基体裁切成正极片； 步骤5 :在步骤4所裁切的正极片的极耳位处点焊纯镍带极耳，并对焊有纯镍带极耳的 正极片进行软化，制得成品正极片； 步骤6 :称取负极储氢合金粉、导电剂，分散剂，粘接剂配成负极浆料，将负极浆料涂覆 在冲孔镀镍钢带上； 步骤7 :将步骤6涂覆有负极浆料的镀镍钢带输送到烘干箱进行烘干； 步骤8 :将步骤7所制得的干燥镀镍钢带滚压、切片制成成品负极片； 步骤9 :用卷绕机将步骤5制得的成品正极片、隔膜及步骤8制得的成品负极片卷绕成 筒状，并将其装入镀镍钢壳，其中隔膜设置于成品正极片和正品负极片之间，成品正极片纯 镍带极耳处于镀镍钢壳开口端； 步骤10 :将步骤9镀镍钢壳开口端进行滚槽，并将准备好的电池盖帽点焊在镀镍钢壳 开口端； 步骤11 :在步骤10镀镍钢壳中加注电解液，并将含有电解液的镀镍钢壳开口端进行封 口，最终制得镍氢电池。
4. 根据权利要求3所述的一种镍氢电池制备方法，其特征在于，步骤1中粘结剂是PT 微粉。
5. 根据权利要求3所述的一种镍氢电池制备方法，其特征在于，步骤3中混粉机是V型 混粉机。
6. 根据权利要求3所述的一种镍氢电池制备方法，其特征在于，步骤6所述的导电剂是 炭黑粉末。
7. 根据权利要求3所述的一种镍氢电池制备方法，其特征在于，步骤6所述的粘结剂是 CMC。
8. 根据权利要求3所述的一种镍氢电池制备方法，其特征在于，步骤9所述的隔膜是 PE、PP或者尼龙的一种。
9. 根据权利要求3所述的一种镍氢电池制备方法，其特征在于，步骤11所述的电解液 是KOH溶液或者NaOH溶液的一种。
【文档编号】H01M4/32GK104269533SQ201410490647
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张 杰, 王图强, 贾飞温, 杨厚胤 申请人:陕西德飞新能源科技有限公司大荔分公司, 王图强, 张 杰