[發(fā)明專利]一種鎳氫電池鎂基負(fù)極的制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910111626.9
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101540396A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳躍輝;張永健;蔣義淳
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門鎢業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H01M4/26
• 分類號: H01M4/26;C22C23/00;C22F1/06;B22F9/04
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 李 寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及貯氫合金生產(chǎn)和鎳氫電池生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及鎳氫電池鎂基負(fù)極的制作方法。

背景技術(shù)

以貯氫合金為基礎(chǔ)發(fā)展起來的鎳氫電池，做為一種新的能源材料得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的鎳氫電池負(fù)極一般使用

MmNi_3.55Co_0.75Mm_0.4Al_0.3合金，容量一般是在300～350mAh/g。這種合金綜合性能比較好，有較合適的容量、放電平臺和壽命，但是隨著便攜式用電器小型化趨勢的加劇，特別是21世紀(jì)以來，鎳氫電池的市場由于體積比容量遠(yuǎn)低于鋰離子電池，市場被擠壓，發(fā)展空間越來越小，因此將更高容量的含鎂貯氫合金應(yīng)用于鎳氫電池，提升鎳氫電池的競爭力成為貯氫合金領(lǐng)和貯氫電池研究的熱點(diǎn)。而這其中首當(dāng)其沖的就是要克服含鎂合金壽命問題，因此解決含鎂合金壽命問題，將含鎂合金應(yīng)用于貯氫電池一直是貯氫電池研究的重要課題。

現(xiàn)在普通的負(fù)極電極的前處理一般是在粉末或極片的過程中，其主要的問題是合金在制粉過程中很容易微氧化，形成氧化物，因此需要用熱堿可以去除MmO_X和部分Mm形成富鎳層，增加電子在合金表面的轉(zhuǎn)移能力，減少內(nèi)阻，短期內(nèi)增大部分有效電性能；但其實(shí)熱堿處理也會(huì)沉淀部分Mm(OH)_X在合金表面，這種腐蝕在含鎂貯氫合金中其實(shí)更為致命，它會(huì)加大內(nèi)阻，減少吸氫元素，特別是Mg的腐蝕，容量衰減非常快。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種鎳氫電池鎂基負(fù)極的制作方法，其具有有效的改善鎂基負(fù)極壽命，但仍保持較好的克容量的特點(diǎn)，以滿足其應(yīng)用在電池上壽命需求。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明包含以下步驟：

步驟1，通過快速凝固法制得0.2～0.4mm厚的含鎂合金片，其組分滿足MmNi_aCo_bAl_c，，Mm為La、Ce、Nd、Pr、Y中的一種或一種以上與Mg的混合物，原子比a，b，c滿足3.0≤a+b+c≤3.6，2.4≤a≤3.2，0≤b≤0.6，0.01≤c≤0.1。

步驟2，將步驟1得到的合金片進(jìn)行熱處理，處理方式：在氬氣的保護(hù)下，在600～900℃進(jìn)行退火6～10個(gè)小時(shí)。

步驟3，將步驟2得到的合金片放在合金粉處理液中進(jìn)行球磨，合金粉處理液是凝膠電解質(zhì)，是用超多孔水凝膠和聚乙烯醇中的一種或兩種與氫氧化鋰LiOH、氫氧化鈉NaOH和氫氧化鉀KOH中的一種或一種以上配成的堿液，優(yōu)先選用分子量小的LiOH，OH^-的濃度為6.0～7.5mol/L，超多孔水凝膠或聚乙烯醇的重量占堿液的0.5％～3％。球磨機(jī)為可以實(shí)現(xiàn)抽真空和充氬氣的真空高能球磨機(jī)，注入合金粉處理液后，靠球磨將步驟2的合金片制成過180目篩網(wǎng)的粉末漿料。

步驟4，將步驟3的合金粉末漿料濾干，添加占合金粉重量1～3％鎳粉，調(diào)節(jié)水量，漿料干濕重量比控制在78～82％之間。

步驟5，將配置好的漿料均勻地涂覆在泡沫鎳或鍍鎳鋼帶上面，烘干并碾壓成工藝要求的尺寸，得到鎳氫電池鎂基負(fù)極。

將步驟5得到的鎳氫電池鎂基負(fù)極和普通的球鎳正極組裝成電池。電池的電解質(zhì)為凝膠電解質(zhì)，電解質(zhì)為Carbopol和PVA中的一種或兩種與LiOH、NaOH和KOH中的一種或一種以上配成的堿液，優(yōu)先選用分子量大的KOH，OH^-的濃度為6.0～7.5mol/L，優(yōu)先選用7.5mol/L，超多孔水凝膠或聚乙烯醇的重量占堿液的0.05％～0.3％。優(yōu)先選用0.1％。

本發(fā)明提供一種凝膠電解質(zhì)堿液為新型合金粉處理液，其能有效的抑制含鎂合金在電解質(zhì)中的腐蝕，利用了堿液對離子的擴(kuò)散阻力大的特點(diǎn)，溶解下來的金屬離子直接電極、電解質(zhì)表面，阻止了電極表面的金屬離子向電解質(zhì)的溶解，減緩貯氫的腐蝕速度，有效延長了鎂基合金在電池中的壽命。

本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明提供的方法就是防新鮮表面被氧化，這樣合金中基本沒有MmO_X的存在，現(xiàn)有技術(shù)中熱堿處理的作用就更退居第二位，同時(shí)本發(fā)明采用的合金粉處理液是凝膠電解質(zhì)，可以有效保護(hù)處理Mg不被腐蝕。本發(fā)明克服了鎂基合金在鎳氫電池中抗腐蝕性能差，克容量衰減快的缺點(diǎn)，有效提高了鎂基合金電池的使用壽命，滿足其應(yīng)用在電池上的需求。

下面結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

具體實(shí)施方式

以下通過舉例說明本發(fā)明情況。