[發(fā)明專利]鎳氫充電電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710073554.4
• 申請日: 2007-03-16
• 公開（公告）號: CN101267047A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高學(xué)鋒;廖奭;謝勛;楊彥秋
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市力可興電池有限公司
• 主分類號: H01M10/30
• 分類號: H01M10/30;H01M10/26;H01M10/24;H01M4/32;H01M4/36;H01M4/48
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司
• 代理人: 孫皓;林虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可充電電池，特別是一種鎳-金屬氫化物二次充電電池。

背景技術(shù)

目前鎳氫充電電池與廣泛使用的一次性鋅錳電池相比較，由于可以循環(huán)使用，鋅錳電池只能使用一次，在環(huán)保和資源方面有較大優(yōu)勢。但鎳氫充電電池目前存在一個比較大的缺點：電池儲存過程中每月自放電率高達30-40％，年容量保留率僅為20％以下，一次鋅錳電池年容量保留率一般在80％以上，因此鎳氫充電電池要充分發(fā)揮其作用，就必須解決本身自放電大的問題。

中國專利授權(quán)公告號CN2798320Y“堿性二次電池的電極芯及含有該電極芯的堿性二次電池”，提出將正負極間的隔膜層數(shù)由一層增加到兩層以上，從而有效防止隔膜被刺穿，降低電池的短路率，降低自放電率。中國專利授權(quán)公告號CN1244177C“堿性蓄電池”提出在電解液中添加了可以與錳形成配位化合物并且不含氮的配位劑，抑制錳溶出后在隔膜上的析出，同時防止配位劑分解成為雜質(zhì)離子，從而抑制自放電的發(fā)生提高容量保留率。中國專利授權(quán)公告號CN1217436C“鎳-氫蓄電池”提出在負極中添加了可以與鋁形成絡(luò)合物的絡(luò)合劑，抑制鋁離子在正極析出，從而降低自放電。采用上述辦法可以將電池月容量保留率由60％提高到75-80％，但其年容量保留率仍然在20％以下，與鋅錳電池相比還是相差很遠。

因此，我們對鎳氫電池的自放電機理進行了進一步研究，發(fā)現(xiàn)羥基氧化鎳NiOOH的自分解及氫從負極貯氫合金中脫附擴散到正極造成羥基氧化鎳NiOOH的還原是造成鎳氫電池長期儲存容量保留率低的原因，我們針對上述原因提出了新的降低自放電的方法，可以使電池的月容量保留率提高到90％以上，年容量保留率達到80％以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鎳氫充電電池，要解決的技術(shù)問題是降低鎳氫電池儲存過程中自放電大的問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種鎳氫充電電池，包括正極、隔膜、電解液和負極，電解液中含KOH溶液，所述正極含有鈦、釔、鉺、銩、鐿、镥、鈣或鋇元素的氧化物或氫氧化物中的至少一種，其含量占整個正極活性材料的質(zhì)量比為0.1-10％。

本發(fā)明的電解液中含有NaOH溶液。

本發(fā)明電解液中NaOH的質(zhì)量占NaOH與KOH的總質(zhì)量的30-100％。

本發(fā)明的電解液中含有LiOH。

本發(fā)明的電解液中LiOH含量大于0-3摩爾/L。

本發(fā)明的電解液中NaOH與KOH的總含量為6-15摩爾/L。

一種鎳氫充電電池，包括正極、隔膜、電解液和負極，電解液中含KOH溶液，所述電解液中含有NaOH溶液。

本發(fā)明電解液中NaOH的質(zhì)量占NaOH與KOH的總質(zhì)量的30-100％。

本發(fā)明電解液中LiOH含量大于0-3摩爾/L。

本發(fā)明的電解液中NaOH與KOH的總含量為6-15摩爾/L。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，電池正極含有鈦、釔、鉺、銩、鐿、镥、鈣或鋇元素的氧化物或氫氧化物，電池的月容量保留率提高到90％以上，年容量保留率達到80％以上，具有優(yōu)異的自放電性能而具有高容量保留率。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

鎳氫電池在儲存過程中的自放電通常被人們認為主要是含氮的雜質(zhì)離子如：硝酸根、亞硝酸根、氨，在正負極間進行的下列梭式反應(yīng)造成。

2NiOOH+NO₂^-+H₂O＝2Ni(OH)₂+NO₃^-

NH₃·H₂O+6NiOOH+OH^-＝6Ni(OH)₂+NO₂^-

2MH+NO₃^-＝2M+NO₂^-+H₂O

因此，目前人們多從減少原料雜質(zhì)和在電池中加入氨俘獲材料來減少電池自放電。但是，申請人通過對鎳氫電池的自放電機理進行了進一步研究，發(fā)現(xiàn)羥基氧化鎳NiOOH的自分解，以及氫從負極貯氫合金中脫附擴散到正極，造成羥基氧化鎳NiOOH的還原，是造成鎳氫電池長期放置過程中儲存容量保留率低的重要原因。

1.羥基氧化鎳NiOOH的自分解反應(yīng)：