[發(fā)明專(zhuān)利]一種堿性電池用抗氧化劑及使用該抗氧化劑的堿性電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310272023.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103311516A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐朝華;程樹(shù)國(guó);胡朝鋒;張孟虎;郭慧芳;王福全;周站立;李鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南環(huán)宇電源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/24
• 代理公司: 北京雙收知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 盧新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗氧化劑，特別是涉及一種用于堿性電池的抗氧化劑及使用該抗氧化劑的堿性電池。

背景技術(shù)

隨著市場(chǎng)需求、生活便捷的變化及需求，綠色能源越來(lái)越廣乏的應(yīng)用在生活中，其中以鎳、鋅、二氧化錳、空氣（氧氣）等為主的系列電池，其功率性、能效性要求越來(lái)越高。為了達(dá)到功率導(dǎo)向的需求，目前所有電池或材料制造廠(chǎng)商，都會(huì)選擇添加或摻雜以鈷類(lèi)為主的導(dǎo)電物質(zhì)，減少活性物質(zhì)之間的接觸內(nèi)阻，增加其導(dǎo)電性，然而堿性電解液添加后，鈷類(lèi)物質(zhì)與O₂發(fā)生反應(yīng)，生成不可逆產(chǎn)物并附著在隔膜介質(zhì)上，形成導(dǎo)電通道，此類(lèi)產(chǎn)物會(huì)嚴(yán)重影響電池的容量、電壓保持，對(duì)電池的壽命及性能造成不可估計(jì)的損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于堿性電池的抗氧化劑及使用該抗氧化劑的堿性電池，可以有效阻止正極中鈷類(lèi)等導(dǎo)電性物質(zhì)在加入堿性電解液后與氧氣生成對(duì)電池性能有毒害的物質(zhì)。

一種堿性電池用抗氧化劑，包括無(wú)機(jī)陰離子和陽(yáng)離子；所述無(wú)機(jī)陰離子包括無(wú)機(jī)元素S、C、N、B、Cl、O、H的一種或幾種，其中以硼酸氫根、四氫硼酸根為主；所述陽(yáng)離子包括金屬元素K、Na、Mg、Ca、Al、Li的一種或幾種。

本發(fā)明所述的堿性電池用抗氧化劑，其中所述抗氧化劑添加在以KOH、NaOH和LiOH的一種或幾種為主的堿性鋅系列、鎳系列、二氧化錳、空氣或氧氣系列電池中，添加所述抗氧化劑的離子濃度為100～20000ppm。

本發(fā)明所述的堿性電池用抗氧化劑，其中添加所述抗氧化劑的離子濃度為1000～2000ppm。

本發(fā)明所述的堿性電池用抗氧化劑，其中所述抗氧化劑以固體或水溶液或固液共存的形式添加在電池正極活性物質(zhì)中。

本發(fā)明所述的堿性電池用抗氧化劑，其中所述抗氧化劑以固體或水溶液或固液共存的形式添加在電池負(fù)極活性物質(zhì)中。

本發(fā)明所述的堿性電池用抗氧化劑，其中所述抗氧化劑以固體或水溶液或固液共存的形式添加在電池的電解液中。

使用本發(fā)明所述堿性電池用抗氧化劑的堿性電池。

本發(fā)明堿性電池用抗氧化劑與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于：含有本發(fā)明所述抗氧化劑的電池可以有效阻止正極中鈷類(lèi)等導(dǎo)電性物質(zhì)在加入堿性電解液后與氧氣生成對(duì)電池性能有毒害的物質(zhì)；本發(fā)明所述堿性電池中抗氧化劑的添加量為100～20000ppm，優(yōu)選1000-2000ppm，離子濃度不足100ppm此起不到抗氧化的效果，不能防止電池有害物的產(chǎn)生，若大于20000ppm則電池內(nèi)部導(dǎo)電成份降低，容易產(chǎn)生鼓底、漏液的問(wèn)題；所述抗氧化劑以固體或水溶液或二者共存的形式添加在電池的正極活性物質(zhì)、負(fù)極活性物質(zhì)或電解液中，這樣，在加入堿性電解液時(shí)，抗氧化性負(fù)離子發(fā)揮了其抗氧化的功能，正極活性物質(zhì)中鈷等導(dǎo)電性物質(zhì)不能及時(shí)與氧氣復(fù)合，防止生成對(duì)電池性能有毒害的產(chǎn)物。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的堿性電池用抗氧化劑及使用所述抗氧化劑的電池作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式下的使用所述抗氧化劑的電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的堿性電池進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明的堿性電池中正極、負(fù)極或電解液中含有本發(fā)明所述抗氧化劑，此外與以往的堿性電池相同。

如圖1所示，本發(fā)明所述含有抗氧化劑的電池由外至內(nèi)依次包括負(fù)極殼4、負(fù)極片1、隔膜2和正極片3，負(fù)極端包括負(fù)極極耳5，正極端從里至外依次包括正極極耳6、絕緣密封圈7、安全閥9和正極端子8。

實(shí)施例1

按常規(guī)圓柱堿性SC電池的正常工藝，在電池正極活性物質(zhì)中添加含有5000ppm的固體抗氧化劑，所述抗氧化劑為硼酸氫鈉、硼氫化鈉和硼酸二氫鉀的混合物，三種成分之間的摩爾比為1：1：1，以固體或固液共存的形式存在于正極活性物質(zhì)中，進(jìn)行合漿、拉漿、制片，其他負(fù)極和裝配、化成工藝按正常進(jìn)行，電池剖面圖如圖1所示。進(jìn)行對(duì)比加堿后正極鈷類(lèi)等導(dǎo)電物的析出情況（鈷類(lèi)物在隔膜上顯示面積比）及電壓前后變化情況。

電池按正常工藝加入電解液后，進(jìn)行如下三種處理：（1）不點(diǎn)焊蓋帽，進(jìn)行敞口擱置1h、2h；（2）點(diǎn)焊蓋帽，封口后不化成擱置8h、16h；（3）正常封口、化成、分容，不帶電45℃高溫?cái)R置7天，檢測(cè)正極鈷類(lèi)等導(dǎo)電物的析出情況（鈷類(lèi)物在隔膜上顯示面積比）及電壓前后變化情況。檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)表1和表2。

實(shí)施例2