[發(fā)明專利]高比能量鋅鎳電池正極

有效

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• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111463434B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柯娃;陳經(jīng)寧;馬永泉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東合泰新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/32;H01M4/52;H01M10/30
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 周民樂

本發(fā)明提供一種高比能量鋅鎳電池正極體，包含基體和覆蓋基體的漿料兩個部分，基體采用的是泡沫鎳材質(zhì)，厚度選為1.2mm?2.0mm；制備漿料的原料包括Ni(OH)₂，Bi₂O₃以及稀土添加劑、粘結(jié)劑，質(zhì)量比為Ni(OH)₂：Bi₂O₃：稀土添加劑：粘結(jié)劑＝(80?95)：(2?8)：(1.5?7)：(0.5?5)。由于稀土添加劑的存在，有效地阻止了泡沫鎳制成的基體與活性物質(zhì)之間形成鈍化層，避免活性物質(zhì)從基體上脫落，解決現(xiàn)有高比能量鋅鎳電池活性物質(zhì)與基體之間結(jié)合不緊密減少正極活性物質(zhì)軟化脫落、提高導(dǎo)電性的高比能量鋅鎳電池正極，提高電極充電接受能力、電池容量和循環(huán)使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池元件，具體涉及鋅鎳電池正極。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)鉛酸蓄電池領(lǐng)域的市場應(yīng)用在汽車起動、通信用電源等，鉛酸蓄電池具有較明顯的競爭力，但隨著近年來新興二次電源(如鋰電池)的研發(fā)應(yīng)用，鉛酸蓄電池比能量密度低、活性物質(zhì)利用率不高、高倍率放電性能較差、循環(huán)壽命較短等不足，特別是全混和插電式混合動力車輛對電池的能量提出更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，成為進入電動汽車市場最大的制約因素。

鋅鎳電池和鉛酸電池相比在比能量，環(huán)境保護等方面具有明顯的優(yōu)點，與鋰電池相比，其使用安全性、低溫性能、可回收利用以及性價比方面更突出，使該系列電池的研究開發(fā)具有極大的吸引力，特別是在大電流放電時電池容量衰減較少，是一種能循環(huán)利用的二次電池。

高比能量鋅鎳電池中，正極活性物質(zhì)中一般含有較多的組分，導(dǎo)致正活性物質(zhì)在制備漿料時，很難實現(xiàn)絕對充分的均勻分散，進而導(dǎo)致電池容易出現(xiàn)一致性問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有高比能量鋅鎳電池活性物質(zhì)與基體之間結(jié)合不緊密減少正極活性物質(zhì)軟化脫落、提高導(dǎo)電性的高比能量鋅鎳電池正極，提高電極充電接受能力、電池容量和循環(huán)使用壽命，提高高比能量鋅鎳電池的循環(huán)壽命和充放電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種高比能量鋅鎳電池正極體，包含基體和覆蓋基體的漿料兩個部分，基體采用的是泡沫鎳材質(zhì)，厚度選為1.2mm-2.0mm；制備漿料的原料包括Ni(OH)₂，Bi₂O₃以及稀土添加劑、粘結(jié)劑，質(zhì)量比為Ni(OH)₂：Bi₂O₃：稀土添加劑：粘結(jié)劑＝(80-95)：(2-8)：(1.5-7)：(0.5-5)；漿料通過配制乳液附著于基體之上。由于稀土添加劑的存在，有效地阻止了泡沫鎳制成的基體與活性物質(zhì)之間形成鈍化層，避免活性物質(zhì)從基體上脫落。

進一步地，稀土添加劑為La₂O₃，Y₂O₃，Dy₂O₃，Nd₂O₃中的一種。

進一步地，粘結(jié)劑為HEC(羥乙基纖維素)，EMC(乙基甲基纖維素)，MHEC(羥乙基甲基纖維素)，CMC(羧甲基纖維素)中的一種。

本發(fā)明還提供上述漿料的制備方法，包括步驟：

(1)按照質(zhì)量比稱取Ni(OH)₂，Bi₂O₃以及稀土添加劑、粘結(jié)劑后按照順序混合，干混3-10min，保存待用；最后加入粘結(jié)劑經(jīng)攪拌分散，保證參與反應(yīng)的物質(zhì)均勻分散，不會出現(xiàn)明顯的團聚，讓其添加的物質(zhì)得到充分的反應(yīng)；

(2)稱取鎳粉和純水分別加入步驟(1)得到的混合物中，攪拌3-10min后加入氫氧化鎳干粉再一次攪拌5-10min分鐘；