[發明專利]一種負極雙面涂層的低溫鎳氫電池

有效

• 申請號: 201711479565.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108199009B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 鄧志榮;李興松;王華鋒;黃志明;何瀟
• 申請（專利權）人: 東莞市朗泰通實業有限公司
• 主分類號: H01M4/24
• 分類號: H01M4/24;H01M10/28;H01M10/30
• 代理公司: 東莞市永橋知識產權代理事務所(普通合伙) 44400
• 代理人: 何新華

本發明提供了一種負極雙面涂層的低溫鎳氫電池，包括外殼和內芯，所述內芯包括正極片、負極片、位于所述正極片和所述負極片之間的隔膜、與所述正極片及所述負極片相接觸的電解質，其特征在于，所述負極片包括基體、覆蓋在基體第一面上的低溫涂層、覆蓋在基體第二面上的高容量涂層；所述低溫涂層含有第一儲氫合金，所述第一儲氫合金為La_1?x?yEu_xY_yNi_4.05Mg_0.20Co_0.60Al_0.15；所述高容量涂層含有第二儲氫合金，所述第二儲氫合金為La_1?aSc_aNi_3.65Mg_0.20Co_1.00Al_0.15。本發明的鎳氫電池，在低溫環境下充放電時，開始啟動階段采用低溫涂層反應，隨著充放電過程中的自發熱，高容量負極合金粉涂層參與反應，從而提高電池性能。

技術領域

本發明涉及鎳氫電池領域，具體涉及一種負極雙面涂層的低溫鎳氫電池。

背景技術

鎳氫電池是一種由儲氫合金和球形氫氧化亞鎳兩種主要材料制作而成的蓄電池，電量儲備比鎳鎘電池更高，重量比鎳鎘電池輕，使用壽命長，而且無記憶效應，由于鎳氫電池不含鎘元素，對環境無污染。因此，鎳氫電池在當今社會中被作為一種綠色環保的可充電電池而廣泛使用。鎳氫電池的缺點是價格比鎳鎘電池要貴，性能比鋰電池要差，鎳氫電池無記憶效應。鎳氫電池正極活性物質為氫氧化鎳，負極活性物質為金屬氧化物，也稱貯氫合金，電解液為氫氧化鉀。充電時，負極吸收氫原子，存儲在合金中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳(NiOOH)和H₂O；放電時活性氫原子從合金中釋放出來，轉換成水，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。

放電容量是評價鎳氫電池性能的一個重要指標，放電容量越高，電池的持續放電時間越長，往負極材料中加入Pr和Nd元素，可以提高電池的放電容量，但是Pr和Nd元素產量稀缺，價格昂貴，做成電池成本太高。公開號為CN106532022A的中國發明專利《一種無鐠釹長壽命鎳氫電池負極用儲氫材料》公開了一種無鐠釹長壽命鎳氫電池負極用儲氫材料，該儲氫材料使用La、Ce、Sm、Y而代替Pr和Nd，其放電容量最高能達到372mAh/g，但是其穩定性較差，在放電容量為150mAh/g左右其放電電壓變化較大。

鎳氫電池在低溫條件下其內部的活性物質活性降低，以使內阻升高，電化學反應減弱，一般使用的低溫吸氫合金粉質量比容量偏低，不適用于較高容量電池，造成的結果是，5號鎳氫電池一般容量很難超過1800mAh。

為了改善鎳氫電池在低溫條件下的電容量，公開號為CN1971979A的中國發明專利《可用于低溫鎳氫電池的負極貯氫材料及其電池》公開了一種可用于低溫鎳氫電池的負極貯氫材料及其電池，其成分組成為La_xCe_yPr_zNi_mCo_nMn_uAl_v，得到的電池在-30°時放電容量能達到280mAh/g，但電池在-40°時普遍的放電容量為30mAh/g左右，得不到很好的改善；而且Ce為重金屬元素，其電池廢棄品含有鎘會對環境帶來污染問題；Pr元素為稀有元素，價格昂貴，不提倡使用。

發明內容

針對以上問題，本發明提供一種負極雙面涂層的低溫鎳氫電池，在負極片的基體第一面上的覆蓋一層低溫涂層，在負極片的基體第二面上的覆蓋一層高容量涂層；當電池在低溫環境下充放電時，開始啟動階段采用低溫涂層反應，隨著充放電過程中的自發熱，高容量負極合金粉涂層參與反應，從而提高電池性能。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案來解決：