[發明專利]一種鎳氫電池用電極材料及其制造方法

在審

• 申請號: 201711182897.4
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107978748A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 鄧麗珍
• 申請（專利權）人: 鄧麗珍
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/30
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,周玉婷

技術領域

本發明屬于能源技術領域，尤其涉及一種鎳氫電池用電極材料及其制造方法。

背景技術

盡管鋰離子電池正在快速發展，在通訊領域已占據70％以上的市場，盡管燃料電池的開發正在全球展開，但在動力電池領域，鎳氫電池以其技術相對成熟、成本低、安全等優勢，一直是各國動力電池商用化的發展主流。目前已批量面市的電動汽車如于98年投入市場的豐田公司prius汽車(4萬輛/年)和新近投入市場的本田思域(Civic)汽車(2萬輛/年)均以鎳氫為驅動電源，而且在汽車的制造、使用、丟棄的全生命周期中沒有發現因鎳氫電池引起的安全事故。很顯然，在過去的5年實踐中，業已證明以鎳氫電池為汽車驅動電源達到了實用化的階段，綠色動力電池首推鎳氫動力電池。

實踐證明，要使鈷對Ni(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，致使鎳氫電池的價格居高不下。隨后又出現了改用亞鈷粉(即氧化亞鈷CoO)來替代純的鈷粉，但由于亞鈷粉的性能較差，維持β相物相的穩定性的性能較差，對于β-NiOOH轉變為γ-NiOOH控制不利，故此僅限于小型電池。這一問題嚴重制約著我國鎳動力電池的發展。

因此，為降低電池的成本，就應該研究低價格且性能優的材料來取代目前市場上所應用的昂貴鈷粉。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種鎳氫電池用電極材料及其制造方法，以解決上述技術問題的至少一種。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種鎳氫電池用電極材料，由以下質量百分比組分組成：粘合劑3.3-5.0％、鈷氧化物1.7-3.2％、增稠劑2.0-3.0％、氫氧化鎳35.5-50.0％和儲氫合金粉48.0-56.2％。

本發明的有益效果是：本發明的鈷氧化物具有鈷粉的性能，在一些性能上甚至超過鈷粉，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。本發明的鎳氫電池用電極材料可以有效提高鎳電活性物質利用率、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的使用性能及大電流放電能力。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，由以下質量百分比組分組成：粘合劑3.3％、鈷氧化物2.6％、增稠劑2.0％氫氧化鎳43.0％和儲氫合金粉49.1％。

進一步，所述鈷氧化物中鈷含量85％。

進一步，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。

本發明還提供一種鎳氫電池用電極材料的制造方法，具體技術方案如下：一種鎳氫電池用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氮化物進行反應，經碘代反應；

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，制得鎳氫電池用電極材料。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟4中，儲氫合金粉與粘合劑乳液的比例為50-75:1。

進一步，所述步驟4中，氫氧化鎳與粘合劑乳液的比例為50-75:1。

具體實施方式

以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

一種鎳氫電池用電極材料，由以下質量百分比組分組成：粘合劑3.3-5.0％、鈷氧化物1.7-3.2％、增稠劑2.0-3.0％、氫氧化鎳35.5-50.0％和儲氫合金粉48.0-56.2％。所述鈷氧化物中鈷含量85％。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，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氮化物進行反應，經碘代反應；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，制得鎳氫電池用電極材料。所述步驟4中，儲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。