[發明專利]一種鎳氫電池的負極活性材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200710147646.2
• 申請日: 2007-08-31
• 公開（公告）號: CN101378127A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 耿偉賢
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M4/26
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;顧映芬

技術領域

本發明涉及一種鎳氫電池的負極活性材料，還涉及該負極活性材料的制 備方法。

背景技術

與目前還在使用的鎳鎘電池相比，鎳氫電池具有比能量高、無鎘的污染、 對環境友好等優點，因此鎳氫電池具有更好的應用前景。

但是鎳氫電池隨著充放電循環的不斷進行，鎳氫電池的負極活性材料儲 氫合金粉末的抗氧化能力也不斷下降。尤其是電池過充電時，正極析出的氧 氣會進一步促使儲氫合金的氧化，導致儲氫合金負極的實際儲氫能力下降， 即儲氫合金負極充電接受能力下降。這樣又會導致電池充電時內部氫分壓上 升，從而導致電池內壓上升。電池內壓升高到一定程度，電池安全閥會打開 放出電池內部蓄積的氣體，同時電解液也會隨之溢出，因而造成電解液損失， 電池內阻增大。因此，隨著電池充放電循環的進行，鎳氫電池的放電容量不 斷下降，最終縮短了電池的循環壽命。

日本特開平JP6-215765公開了一種堿性蓄電池，該堿性蓄電池包括主 要由金屬氧化物構成的正極、主要由儲氫合金粉末構成的負極、隔膜和堿性 電解液，其中，所述負極包括儲氫合金粉末和選自由Y、Y₂O₃、Y(OH)₃和 Y₂(SO₄)₃或它們的混合物組成的組的任意含釔的材料，使儲氫合金表面被覆 這種材料。通過該技術方案可以解決過充電時由正極產生的氧氣將儲氫合金 氧化，從而使電池的內阻升高、充放電循環性能變差的問題。

但是，上述方案僅能解決儲氫合金本身抗氧化能力降低的問題。由于鎳 氫電池在充電過程中，負極存在析氫的副反應，同時電池在過充時正極析出 氧氣。雖然設計鎳氫電池時負極容量高于正極容量，但由于儲氫合金負極氫 氧復合速度較慢，仍會使產生的氫、氧氣體在電池內部蓄積，導致電池內壓 上升。當電池內壓升高到一定程度，電池安全閥仍會打開，電解液隨氣體一 起溢出，使電解液的量減少，內阻增大，電池放電容量下降，最終導致電池 循環壽命縮短。因此，在上述方案中，電池的循環壽命仍有待提高。

日本特開平JP2001-164329公開了一種儲氫合金、儲氫合金電極、鎳氫 蓄電池以及儲氫合金的制備方法，所述儲氫合金包括儲氫合金顆粒和在該儲 氫合金表面被覆的復合體，所述復合體含有選自鎳和鈷中至少一種的第一元 素，和選自釔、鐿、鑭、鉺、鉍、鈰、鐠、釹和鈣中至少一種的第二元素。 采用該儲氫合金作為鎳氫電池的負極活性材料，通過鎳和/或鈷對氫氧復合反 應的作用，可以加快氫氧的復合，從而減少蓄積在電池內部的氣體。因此可 以進一步提高電池的充放電循環壽命。

在該專利申請中，所公開的儲氫合金的制備方法包括，使用含有上述第 一元素和上述第二元素的鍍液進行非電解鍍覆，在儲氫合金顆粒表面形成鍍 覆層。但該制備儲氫合金的方法非常繁瑣，使由此方法制備的上述儲氫合金 的成本很高，并因此使鎳氫電池的成本提高。并且第二元素中釔、鐿、鑭、 鉺、鉍、鈰、鐠、釹和鈣為非常活潑的金屬，不易還原成金屬而鍍覆到儲氫 合金顆粒的表面，會使鍍覆效果較差，因而不能達到預期的電池循環壽命提 高的效果。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中儲氫合金的成本較高，且制備方 法繁瑣的缺陷，提供一種成本較低，且制備方法簡單，同時能使電池達到較 高的充放電循環壽命的鎳氫電池的負極活性材料及其制備方法。

本發明提供了一種鎳氫電池的負極活性材料，該負極活性材料含有儲氫 合金粉末，其中，所述負極活性材料還含有添加劑粉末，所述添加劑粉末均 勻分散在所述儲氫合金粉末中，所述添加劑粉末為鐿與鎳和/或鈷的合金粉 末。

本發明還提供了該鎳氫電池負極活性材料的制備方法，該方法包括，將 儲氫合金粉末與添加劑粉末混合均勻，所述添加劑粉末為鐿與鎳和/或鈷的合 金粉末。

從理論上來說，按照日本特開平JP2001-164329所公開的儲氫合金，由 于是將含有第一元素和第二元素的復合體被覆在儲氫合金的表面，因而會充 分保護被包覆的儲氫合金不被氧化，使該儲氫合金的抗氧化能力和氫氧復合 能力應該優于本發明的僅僅是簡單混合的負極活性材料。