一种制作智能表计镍氢电池的配方的制作方法

文档序号:13424182阅读:276来源:国知局

本发明涉及镍氢电池制作技术领域,特别涉及一种制作智能表计镍氢电池的配方。



背景技术:

镍氢电池作为一种新型的高性能绿色电池,比镍镉、铅酸电池的能量高,性能好,具有材料新、比能量高、无镉、铅重金属污染和无记忆效应等特点,具有极大的市场容量和广阔的产业化前景。

当前,圆柱镍氢电池的生产已相当成熟,然而随着镍氢电池的应用广泛,某些领域的使用特殊性和性能高要求,现有的生产设备及工艺已无法满足市场对高品质产品的需求。

电池制作过程中,电解液的配方、正极浆料的配方及负极浆料的配方对镍氢电池的性能有着极其重要的影响。应用在智能表计上的镍氢电池,现使用的电解液、正极浆料及负极浆料制作的镍氢电池,难以满足智能表计对镍氢充电电池的性能要求:主要表现在1.电池组在户外的高、低温下充放电性能不佳;2.电池组在室外经过长期浮充后充放电性能变差;3.电池组在室外经过长期浮充后循环寿命衰减、可靠性降低;

因此,研发一种能够使电池在户外高低温环境下充放电性能优良,同时电池经过长期浮充后性能优良的智能表计镍氢电池的配方是非常有必要的。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种能够使电池在户外高低温环境下充放电性能优良,同时电池经过长期浮充后性能优良的智能表计镍氢电池的配方。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种制作智能表计镍氢电池的配方,包括电解液配方、正极浆料配方和负极浆料配方,其创新点在于:

所述电解液配方主要由以下重量份的原料组成:氢氧化钾15~25份、氢氧化钠15~25份、氢氧化锂2~4份及去离子水90~110份;

所述正极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:覆钴球型氢氧化亚镍35~45份、氧化镱0.5~2.0份、羧甲基纤维素钠8.6~9份及聚四氟乙烯0.5~0.7份;

所述负极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:贮氢合金粉40~50份、羧甲基纤维素钠7.25~7.65份、导电炭黑350g0.2~0.25份及丁苯橡胶0.4~0.5份。

进一步地,所述电解液配方中氢氧化钾质量浓度为13~16%,氢氧化钾钠浓度为13~16%,氢氧化锂质量浓度为1~3%。

进一步地,所述正极浆料配方中的氧化镱也可以是氧化钇或氧化铒。

进一步地,所述正极浆料配方中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.6~1.0%,聚四氟乙烯的质量浓度为55~65%。

进一步地,所述负极浆料配方中羧甲基纤维素钠的质量浓度为1.1~

1.5%,丁苯橡胶的质量浓度为45~55%。

本发明的优点在于:本发明制作智能表计镍氢电池的配方,包括电解液的配方、正极浆料的配方及负极浆料的配方,各配方所采用的原料合理,且各配比也合理;通过该配方制作出的智能表计镍氢电池,具有以下优点:1.小电流长期充电效率高;2.电池可靠性好;3.户外高、低温下使用效果好;4.安全,耐过充性能好5.电池自放电率低。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例制作智能表计镍氢电池的配方,包括电解液配方、正极浆料配方和负极浆料配方,电解液配方主要由以下重量份的原料组成:质量浓度为15%的氢氧化钾15份、质量浓度为15%的氢氧化钠25份、质量浓度为2%的氢氧化锂4份及去离子水110份;正极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:覆钴球型氢氧化亚镍35份、质量浓度为0.8%的羧甲基纤维素钠8.6份及质量浓度为60%的聚四氟乙烯0.5份,氧化镱0.8份;负极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:贮氢合金粉40份、质量浓度为1.3%的羧甲基纤维素钠7.25份、导电炭黑350g0.20份及质量浓度为50%的丁苯橡胶0.4份。

实施例2

本实施例制作智能表计镍氢电池的配方,包括电解液配方、正极浆料配方和负极浆料配方,电解液配方主要由以下重量份的原料组成:质量浓度为15%的氢氧化钾25份、质量浓度为15%的氢氧化钠15份、质量浓度为2%的氢氧化锂2份及去离子水90份;正极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:覆钴球型氢氧化亚镍40份、质量浓度为0.8%的羧甲基纤维素钠8.8份及质量浓度为60%的聚四氟乙烯0.6份,氧化钇份;负极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:贮氢合金粉45份、质量浓度为1.3%的羧甲基纤维素钠7.45份、炭黑0.225份及质量浓度为50%的丁苯橡胶0.45份。

实施例3

本实施例制作智能表计镍氢电池的配方,包括电解液配方、正极浆料配方和负极浆料配方,电解液配方主要由以下重量份的原料组成:质量浓度为15%的氢氧化钾20份、质量浓度为15%的氢氧化钠20份、质量浓度为2%的氢氧化锂3份及去离子水100份;正极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:覆钴球型氢氧化亚镍45份、质量浓度为0.8%的羧甲基纤维素钠9.0份及质量浓度为60%的聚四氟乙烯0.7份、氧化铒1份;负极浆料配方主要由以下重量份的原料组成:贮氢合金粉50份、质量浓度为1.3%的羧甲基纤维素钠7.65份、炭黑0.250份及质量浓度为50%的氯丁橡胶0.50份。

上述实施例1~3制作智能表计镍氢电池的配方中电解液制作步骤如下:

(1)称取各重量份的原料;

(2)依次加入氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠及水,使之配制成质量浓度为1.290~1.300克/毫升的电解液。

正极浆料制作步骤如下:

(1)先将重量比为1:124的羧甲基纤维素钠干粉与水配成质量浓度为0.8%的羧甲基纤维素钠水溶液;

(2)按比例准确称取覆钴球型氢氧化亚镍、氧化镱(或氧化钇、氧化铒)、羧甲基纤维素钠溶液,并将羧甲基纤维素钠溶液加入到配料桶;

(3)将称量好的氧化镱(或氧化钇、氧化铒)加入配浆桶中,开动搅拌机低速档搅拌10~15分钟,使得氧化镱(或氧化钇、氧化铒)在羧甲基纤维素钠溶液中充分分散均匀;

(3)将称量好的覆钴球型氢氧化亚镍一半的量先加入配浆桶中,用低速挡ⅰ档搅拌5~10分钟,直到配浆桶中没有干的覆钴球型氢氧化亚镍粉尘飘扬,再加入另一半覆钴球型氢氧化亚镍,用ⅰ档搅拌5~10分钟,直到没有覆钴球型氢氧化亚镍粉尘飘扬,再调成高档ⅱ档搅拌40~50分钟,搅拌后保证浆料细腻光滑,覆钴球型氢氧化亚镍分散均匀,浆料流动性好,没有干粉、颗粒、成团;

(4)最后向配料桶中加入称量好的质量浓度为60%的聚四氟乙烯乳液,开启机器用低速档ⅰ档搅拌5~7分钟即可得正极浆料。

负极浆料制作步骤如下:

(1)先将重量比为1:76的羧甲基纤维素钠干粉与水配成质量浓度为1.3%的羧甲基纤维素钠水溶液;

(2)按比例准确称取贮氢合金粉、导电炭黑350g,贮氢合金粉无需过筛,将炭黑用豆浆机高速搅拌进行分散备用;

(3)准确称量质量浓度为1.3%的羧甲基纤维素钠水溶液放入配浆桶中,再加入称量好的导电炭黑350g,打开循环冷却水,开动搅拌机进行搅拌20~25分钟,并进行掏底一次,保证炭黑能均匀的分散到羧甲基纤维素钠溶液中,不能结团,不能有干粉的炭黑颗粒;

(4)将称量好的贮氢合金粉的一半量先加入配浆桶中,搅拌10~15分钟,再加入另一半贮氢合金粉,搅拌45~50分钟,直到浆料均匀分散,细腻光滑,没有干粉、颗粒、成团;

(5)最后向配料桶中加入称量好的50%的氯丁橡胶乳液,开启机器用慢档搅拌10~15分钟即可得负极浆料。

电池简要制作过程步骤如下:

(1)正极制备

称取0.8%的羧甲基纤维素钠水溶液26.4克加入到小型四叶搅拌机容器中,再加入3克氧化镱,搅拌5分钟,再加入覆钴球型氢氧化亚镍120克,搅拌45分钟,再加入60%聚四氟乙烯乳液1.8克,搅拌5分钟后得到正极浆料;

用拉浆机将该正极浆料均匀地涂覆到厚度1.1毫米的泡沫镍中,经过100℃真空加热干燥1小时,在20兆帕的压力下压延成型,裁片制得41.5毫米(长度)×35.0毫米(宽度)×0.68毫米(厚度)的正极片,每片正极含有2.65g覆钴球形氢氧化亚镍;

(2)负极制备

称取1.3%的羧甲基纤维素钠水溶液21.75克加入到小型四叶搅拌机容器中,再加入0.6克导电炭黑350g,搅拌5分钟,再加入贮氢合金粉120克,搅拌45分钟,再加入50%丁苯橡胶乳液1.2克,搅拌5分钟后得到负极浆料;

用拉浆机将该负极浆料均匀地涂覆到厚度0.06毫米的冲孔镀镍钢带中,经过100℃真空加热干燥1小时,在20兆帕的压力下压延成型,裁片制得65.0毫米(长度)×35.0毫米(宽度)×0.25毫米(厚度)的负极片,每片负极含有3.2克贮氢合金粉;

(3)电解液制备

称取500克去离子水倒入容积为1000毫升的烧杯中,加入14.5克氢氧化锂固体颗粒,用玻璃棒搅拌直至完全溶解,再加入107.5克片状氢氧化钠固体,用玻璃棒充分搅拌直至完全溶解,再加入100.5克片状氢氧化钾固体,用玻璃棒充分搅拌直至完全溶解,冷却得到比重为1.295克/毫升的电解液

(4)电池制备

将上述正极片、120微米厚度聚丙烯隔膜与负极片依次放置(隔膜-正极-隔膜-负极顺序)卷绕成圆筒形电芯,装入aaa钢壳中,注入1.10克电解液,密封成常规的aaa电池;

(5)电池化成

将上述电池先在高温45℃烘箱中烘烤静置5小时,再用32.5ma电流进行充电4h,再进行高温老化24h,然后用65毫安进行充电4小时再用130ma充电5h,再用650ma放电到1.0v,电池活化完成。

下表是实施例1~3制作智能表计镍氢电池的配方与传统制作镍氢电池的配方制作出的镍氢电池的各性能参数对比:

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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