径为1. 5μm的 导电剂Ti3SiC2，且Ti3SiC2的用量为贮氢合金粉末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的0. 5wt%， 并加入适量粘结剂PTFE、增稠剂HPMC及去离子水，混合搅拌均匀，配制成负极浆料，并且通 过拉浆涂敷于冲孔镀镍钢带上，烘干、压片、裁切，制成负极片。
[0030] 〈镍氢电池制作 > :上述制成的负极片与含有固溶Co、Zn的球状氢氧化镍以及导电 助剂钴或钴化合物的正极片、隔膜组合卷绕成电极组，插入AA型钢壳中，注入比重1.30g/ cm3的以氢氧化钾为主的电解液后封口，制成容量规格为2000mAh的AA型镍氢电池A1。
[0031] 实施例2 按照实施例1的方法制备镍氢电池A2。区别在于：Ti3SiC2导电剂的用量为贮氢合金粉 末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的1.Owt%。
[0032] 实施例3 按照实施例1的方法制备镍氢电池A3。区别在于：Ti3SiC2导电剂的用量为贮氢合金粉 末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的2.Owt%。
[0033] 实施例4 按照实施例1的方法制备镍氢电池A4。区别在于：Ti3SiC2导电剂的用量为贮氢合金粉 末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的4.Owt%。
[0034] 实施例5 按照实施例1的方法制备镍氢电池A5。区别在于：Ti3SiC2导电剂的用量为贮氢合金粉 末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的7.Owt%。
[0035] 实施例6 按照实施例1的方法制备镍氢电池A6。区别在于：Ti3SiC2导电剂的用量为贮氢合金粉 末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的10.Owt%。
[0036] 实施例7 〈贮氢合金负极制作 > :由富铈混合稀土Mm和Ni、Co、Mn、Al通过真空感应熔炼制成，组 成为1111附3.55(：〇。.75]\111。.，1。.3的MmNi5系贮氢合金。往该贮氢合金加入平均粒径为1. 5μm的 导电剂Ti3SiC2，且Ti3SiC2的用量为贮氢合金粉末和导电剂Ti3SiC2粉末总质量的2.Owt%， 在真空球磨机中以300r/min的转速、以20 : 1的球料比机械球磨6h，然后往球磨后的混合 体系中加入适量粘结剂PTFE、增稠剂HPMC及去离子水，混合搅拌均匀，配制成负极浆料，并 且拉浆冲孔镀镍钢带上，烘干、压片、裁切，制成负极片。
[0037]〈镍氢电池制作 >:上述制成的负极片与含有固溶Co、Zn的球状氢氧化镍以及导电 助剂钴或钴化合物的正极片、隔膜组合卷绕成电极组，插入AA型钢壳中，注入比重1. 30g/ cm3的以氢氧化钾为主的电解液后封口，制成容量规格为2000mAh的AA型镍氢电池A7。
[0038] 对比例1 按照实施例1的方法制备镍氢电池B1。区别在于：采用导电剂炭黑粉末取代实施例1 中的Ti3SiC2，且其用量为贮氢合金粉末和导电剂炭黑粉末总质量的lwt%。
[0039] 对比例2 按照实施例1的方法制备镍氢电池B2。区别在于：采用平均粒径为1. 5μm的羰基镍 粉作为导电剂取代实施例1中的Ti3SiC2，且其用量为贮氢合金粉末和导电剂羰基镍粉总质 量的lwt%。
[0040] 性能测试 1、电池容量测定：将实施例中的电池A1-A7及对比例的电池B1-B2经过初次充放电活 化后，以1C(2000mA)电流充电75min，然后用10C放电至0. 8V，得到室温放电容量和放电平 台中值电压，其结果如表1。
[0041] 2、电池循环寿命测定：将实施例中的电池A1-A7及对比例的电池B1-B2经过初次 充放电活化后，以1C(2000mA)电流充电1. 5小时，并且同时辅以-ΛV=10mV控制，1C放电至 电池电压为1.0V，每次充电或放电结束后均搁置15min，当电池放电容量降至初期常量的 70%时的循环次数，即为循环寿命。其结果如表1。 表1
ο
[0042] 从表1中可以看出，镍氢电池负极中加入常用的导电剂炭黑、Ni粉的对比例Β1和 B2,10C放电容量仅分别为1870及1942mAh，Ti3SiC2加入量仅0. 5wt%的电池A1的放电容 量为1956mAh，已显著大于B1和B2,说明采用Ti3SiCj#导电剂时可显著改善镍氢电池负极 的导电性能，降低电池的欧姆内阻。
[0043] 从A1-A6的测试结果比较可以看出，随着Ti3SiC2加入量的增加，电池放电容量逐 渐增加，但Ti3SiC2加入量达到10wt%时，放电容量几乎很难再改善。因此Ti3SiC2加入量在 l~10wt% 较佳。
[0044] 从A3与A7的测试结果比较可以看出，Ti3SiC2加入量均为2wt%时，采用球磨方式 加入Ti3SiC2所得镍氢电池A7的放电容量优于A3,说明以球磨方式加入Ti3SiC2更能改善 镍氢电池负极的导电性能，降低电池的欧姆内阻。
[0045] 从表1中的放电平台中值电压数据可知，采用Ti3SiC2导电剂可显著改善镍氢电 池负极的导电性能，降低电池的欧姆内阻。因为放电平台中值电压的大小与电池放电时 的极化有关，其中的欧姆极化即由欧姆内阻引起。Ti3SiC2代替导电剂炭黑、Ni粉，其电池 放电平台中值电压显著增大。随着Ti3SiC2加入量的增加，电池放电平台中值电压逐渐增 加，Ti3SiC2加入量达到10wt%时，放电平台中值电压达到1. 21V。另外采用球磨方式加入 Ti3SiC2的电池A7放电平台中值电压优于A3,说明以球磨方式加入Ti3SiC2更能改善镍氢电 池负极的导电性能，降低电池的欧姆内阻。
[0046] 从表1中的循环寿命数据可知，采用11说(：2导电剂可显著改善镍氢电池的循环寿 命。Ti3SiC2代替导电剂炭黑、Ni粉，其电池循环寿命显著增大。随着Ti3SiC2加入量的增 加，循环寿命逐渐增加，Ti3SiC2加入量达到10wt%时，循环寿命达到628次。另外采用球磨 方式加入Ti3SiC2的电池A7循环寿命优于A3,说明以球磨方式加入Ti3SiC2更能改善镍氢 电池的循环寿命。
[0047] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种镍氢电池负极材料，其特征在于，所述镍氢电池负极材料含有C氢合金粉末和 导电剂粉末；所述导电剂为Ti3SiC2。2. 根据权利要求1所述的镍氢电池负极材料，其特征在于，其中导电剂粉末的含量为 贮氢合金粉末和导电剂粉末的总质量的1 -1Owt%。3. 根据权利要求1或2所述的镍氢电池负极材料，其特征在于，所述贮氢合金粉末的平 均粒径为35-65μm，所述导电剂粉末的平均粒径为0. 1-20μm。4. 根据权利要求3所述的镍氢电池负极材料，其特征在于，所述导电剂粉末的平均粒 径为 0· 2-10μm。5. 根据权利要求1所述的镍氢电池负极材料，其特征在于，所述贮氢合金为AB5型稀土 镍系贮氢合金、La-Mg-Ni系具有PuNi3型结构的AB3型贮氢合金和La-Mg-Ni系具有Ce2Ni7 型结构的A2B7型贮氢合金。6. 根据权利要求1所述的镍氢电池负极材料，其特征在于，所述镍氢电池负极材料中 还含有粘结剂和增稠剂。7. 根据权利要求6所述的镍氢电池负极材料，其特征在于，所述粘结剂选自甲基纤维 素、聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚乙烯醇中一种或多种；所述增稠剂选自羟丙基甲 基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。8. 权利要求1所述的镍氢电池负极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括将导电 剂粉末加入至贮氢合金粉末中并混合均匀。9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括将导电剂粉末加入至贮氢合 金粉末中之后对混合体系进行球磨的步骤。10. -种镍氢电池，包括电池壳体、电极组和电解液，电极组和电解液密封在电池壳体 内，电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极，所述负极包括导电基体和涂覆于导电 基体上的负极材料；其特征在于，所述负极材料为权利要求1所述的镍氢电池负极材料。
【专利摘要】本发明提供了一种镍氢电池负极材料及其制备方法，所述镍氢电池负极材料含有贮氢合金粉末和导电剂粉末；所述导电剂为Ti3SiC2。本发明还提供了含有该负极材料的镍氢电池。本发明，通过在镍氢电池负极材料中引入Ti3SiC2导电剂粉末，可以提高负极贮氢合金的抗粉化和抗腐蚀能力，从而提高镍氢电池的充放电性能和循环性能，增加电池的容量，延长其使用寿命。
【IPC分类】H01M4/26, H01M4/32
【公开号】CN105449172
【申请号】CN201410493573
【发明人】耿伟贤
【申请人】比亚迪股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月24日