[發(fā)明專利]一種鎳氫電池電極材料及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711182107.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107978747A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧麗珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄧麗珍
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/38;H01M4/52;H01M4/62;H01M4/24;H01M4/26;H01M4/32;H01M4/04;H01M10/30
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,周玉婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳氫電池電極材料及其制造方法。

背景技術(shù)

盡管鋰離子電池正在快速發(fā)展，在通訊領(lǐng)域已占據(jù)70％以上的市場(chǎng)，盡管燃料電池的開(kāi)發(fā)正在全球展開(kāi)，但在動(dòng)力電池領(lǐng)域，鎳氫電池以其技術(shù)相對(duì)成熟、成本低、安全等優(yōu)勢(shì)，一直是各國(guó)動(dòng)力電池商用化的發(fā)展主流。目前已批量面市的電動(dòng)汽車如于98年投入市場(chǎng)的豐田公司pr i us汽車(4萬(wàn)輛/年)和新近投入市場(chǎng)的本田思域(Ci vi c)汽車(2萬(wàn)輛/年)均以鎳氫為驅(qū)動(dòng)電源，而且在汽車的制造、使用、丟棄的全生命周期中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)因鎳氫電池引起的安全事故。很顯然，在過(guò)去的5年實(shí)踐中，業(yè)已證明以鎳氫電池為汽車驅(qū)動(dòng)電源達(dá)到了實(shí)用化的階段，綠色動(dòng)力電池首推鎳氫動(dòng)力電池。

實(shí)踐證明，要使鈷對(duì)N i(OH)2的作用明顯，則所添加的鈷的成本要占鎳電池制造成本的10％以上，由此，致使鎳氫電池的價(jià)格居高不下。隨后又出現(xiàn)了改用亞鈷粉(即氧化亞鈷CoO)來(lái)替代純的鈷粉，但由于亞鈷粉的性能較差，維持β相物相的穩(wěn)定性的性能較差，對(duì)于β-NiOOH轉(zhuǎn)變?yōu)棣?NiOOH控制不利，故此僅限于小型電池。這一問(wèn)題嚴(yán)重制約著我國(guó)鎳動(dòng)力電池的發(fā)展。

因此，為降低電池的成本，就應(yīng)該研究低價(jià)格且性能優(yōu)的材料來(lái)取代目前市場(chǎng)上所應(yīng)用的昂貴鈷粉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鎳氫電池電極材料及其制造方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題的至少一種。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種鎳氫電池電極材料，由以下質(zhì)量百分比組分組成：粘合劑3.3-5.0％、添加劑2.5-4.0％、氫氧化鎳40.0-60.0％和儲(chǔ)氫合金粉35.0-55.6％。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的添加劑具有鈷粉的性能，在一些性能上甚至超過(guò)鈷粉，可明顯地提高鎳氫電池的放電性能，并提高其中的氫氧化鎳的利用率。本發(fā)明的鎳氫電池電極材料可以有效提高鎳電活性物質(zhì)利用率、提高鎳電極的放電電位和使用壽命，改善鎳電極在寬溫度范圍內(nèi)的使用性能及大電流放電能力。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，由以下質(zhì)量百分比組分組成：粘合劑3.8％、添加劑3.2％、氫氧化鎳45.0％和儲(chǔ)氫合金粉48.0％。

進(jìn)一步，所述添加劑為鈷氧化物。

進(jìn)一步，所述粘合劑包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯和二乙烯苯。

本發(fā)明還提供一種鎳氫電池電極材料的制造方法，具體技術(shù)方案如下：一種鎳氫電池電極材料的制造方法，包括以下步驟：

步驟1，將粘合劑與甲基丙烯酸的接枝共聚合物與有機(jī)氮化物進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)碘代反應(yīng)；

步驟2，將粘合劑在80-90℃的條件下共聚，獲得粘合劑的乳液；

步驟3，將增稠劑在80-90℃的條件下共聚，獲得增稠劑的乳液；

步驟4，將氫氧化鎳、儲(chǔ)氫合金粉與粘合劑的乳液和增稠劑的乳液混合均勻，將其充入泡沫鎳基板中，在100～150℃下烘10～30分鐘，最后沖制成型，制得鎳氫電池電極材料。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述步驟4中，儲(chǔ)氫合金粉與粘合劑乳液的比例為50-75:1。

進(jìn)一步，所述步驟4中，氫氧化鎳與粘合劑乳液的比例為50-75:1。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

一種鎳氫電池電極材料，由以下質(zhì)量百分比組分組成：粘合劑3.3-5.0％、添加劑2.5-4.0％、氫氧化鎳40.0-60.0％和儲(chǔ)氫合金粉35.0-55.6％。所述添加劑為鈷氧化物。所述粘合劑包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯和二乙烯苯。制備時(shí)，包括以下步驟：步驟1，將粘合劑與甲基丙烯酸的接枝共聚合物與有機(jī)氮化物進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)碘代反應(yīng)；步驟2，將粘合劑在80-90℃的條件下共聚，獲得粘合劑的乳液；步驟3，將增稠劑在80-90℃的條件下共聚，獲得增稠劑的乳液；步驟4，將氫氧化鎳、儲(chǔ)氫合金粉與粘合劑的乳液和增稠劑的乳液混合均勻，將其充入泡沫鎳基板中，在100～150℃下烘10～30分鐘，最后沖制成型，制得鎳氫電池電極材料。所述步驟4中，儲(chǔ)氫合金粉與粘合劑乳液的比例為50-75:1。所述步驟4中，氫氧化鎳與粘合劑乳液的比例為50-75:1。