[發明專利]一種大功率鋅鎳混合電池負極漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210548830.9
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103022472A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 黎福根;唐懷遠
• 申請（專利權）人: 湖南豐日電源電氣股份有限公司
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M4/48
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 潘傳軍

技術領域

本發明涉及化學電源技術領域，尤其是一種大功率鋅鎳混合電池負極漿料。

背景技術

隨著社會的快速發展，環境污染與傳統能源短缺，人們需要更高效，更環保的能源來替代或補充傳統能源，超級電容器作為一種新型的儲能元件倍受各國重視。超級電容器可以快速充放電，循環壽命長，因此可被廣泛的應用到各種電動車輛，電動工具，能量回收，儲能系統等。但是超級電容器的自放電較大，儲存的能量較少，因此發展高比能，高功率的超級電容器十分必要。混合式電池是一種電池與電容的結合體，具有電池的高比能量，自放電小，以及電容的高功率充放電，循環壽命長等優點，是最近若干年的研究熱點。

公開號為CN?101276692A的中國發明專利文獻公開了“一種氫氧化亞鎳混合式超級電容器及其制造方法”?（專利申請號200810111891.2）。提供了一種混合式超級電容器，該電容器由氫氧化亞鎳正極，堿性電解液與活性炭纖維負極密封在不銹鋼或工程塑料外殼內構成，工作電壓1.6V，最大儲能密度20Wh/kg，具有儲能密度大、放電功率高等優點。

公開號為CN?102354616A的中國發明專利文獻公開了?“一種高能鎳碳超級電容器負極板漿料”（專利申請號CN201110294420.1）。提供了一種鎳碳混合式超級電容器負極漿料的組分，漿料由負極粘結劑與主料構成，其中負極粘結劑所占的比例為總漿料重量的20～38%。負極粘結劑中：HPMC占2%～4%，去離子水占96%～98%；主料中儲氫合金粉占70%～85%；活性碳材料占5%～15%；亞氧化鈦占0.5%～5%；PTFE乳液占2%～8%。所發明的負極漿料所制備的超級電容器工作電壓為1.3V，最大儲能密度65Wh/kg。

現有技術雖然比能量與比功率都獲得了較大提高，但是還未能滿足社會發展對高密度儲能元件的要求。

發明內容

為解決上述弊端，本發明所要解決的技術問題是提供一種儲能密度大，放電功率高的大功率鋅鎳混合電池負極漿料。本發明還提供了該漿料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種大功率鋅鎳混合電池負極漿料，其特征在于，所述漿料由改性氧化鋅粉、改性活性炭粉、導電劑、粘結劑、抑氫劑組成，各組分質量配比如下：

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所述的改性氧化鋅粉是氧化鉍改性的氧化鋅粉末；所述的改性活性炭粉是氧化鉛改性的活性炭粉；所述的導電劑是銅粉，銅粉的顆粒度要求是1～10um；所述的粘結劑是含HPMC的膠體，優選地，所述粘結劑的組份為，按質量份數比，HPMC：水=0.8～1.5：100；所述的抑氫劑是錫粉，錫粉的顆粒度要求是1～10um。

本發明的有益效果在于：

1、本發明的負極漿料是大功率鋅鎳混合電池的核心組分，該鋅鎳混合電池的正極由是由α-Ni(OH)₂作為主要活性物質，負極由改性氧化鋅粉以及改性活性碳作為主要活性物質，電解液為苛性鉀溶液，具有鋅鎳電池的高比能量和鎳碳電容的高功率、長循環壽命等優點，是一種鋅鎳電池與鎳碳電容的混合體。

2、本發明的負極漿料取材廣泛廉價，與普通超級電容器負極漿料相比成本大幅降低（普通超級電容器負極漿料一般采用活性碳，商用超級電容用活性碳的價格相當于氧化鋅價格的20～30倍），因此降低了制造成本，可大規模生產。

3、本發明負極漿料具有較強的溫度適應性，可適用于-40℃～60℃的環境。

4、本發明負極漿料所制備的混合電池，放電電壓可達1.6V，放電倍率可達30C，比能量可達100wh/kg，可廣泛用于純電動汽車，混合動力汽車，車輛啟動電源，軍用裝備的備用電源，太陽能、風能儲能系統。

5、本發明負極漿料的制備設備投資較少，工藝流程簡單，易于大規模生產。

所述負極漿料的制備方法包括原料制備和漿料制備兩大部分，其中原料制備又包括改性活性炭粉的制備、改性氧化鋅粉制備、粘結劑配置三個單元：

第一部分?原料制備

單元一?粘結劑配置：按比例稱取HPMC和去離子水，去離子水預先加熱到50℃，緩慢的將HPMC加入到去離子水中，邊加邊攪拌，等HPMC完全溶解后，得到一種透明膠液，降溫到室溫備用；

單元二?改性氧化鋅粉制備：所述改性氧化鋅粉的制備方法包括如下步驟：