[發(fā)明專利]鎳氫二次電池用的負(fù)極、該負(fù)極的制造方法、以及使用該負(fù)極的鎳氫二次電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010230391.1
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111755667A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石田潤;佐口明;大畠昇太
• 申請（專利權(quán)）人: FDK株式會社
• 主分類號: H01M4/24
• 分類號: H01M4/24;H01M4/38;H01M4/28;H01M10/30
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 葛臻翼;胡燁

鎳氫二次電池(2)中使用的負(fù)極(26)具備負(fù)極芯體、和承載于該負(fù)極芯體的負(fù)極合劑，負(fù)極合劑包含作為儲氫合金粒子(50)的集合體的儲氫合金粉末、粘結(jié)劑以及增粘劑，上述的儲氫合金粒子(50)的體積平均粒徑為40μm以下，氯的濃度為180ppm以上、780ppm以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎳氫二次電池用的負(fù)極、該負(fù)極的制造方法、以及使用該負(fù)極的鎳氫二次電池。

背景技術(shù)

鎳氫二次電池由于與鎳鎘二次電池相比為高容量、且環(huán)境安全性也優(yōu)良，因此被用于各種電子設(shè)備、電氣設(shè)備、混合動力電動汽車等各種用途。

該鎳氫二次電池的負(fù)極所使用的儲氫合金是包藏以及釋放氫的材料，是鎳氫二次電池中的重要構(gòu)成材料之一。作為這樣的儲氫合金，例如，通常使用作為以CaCu₅型的結(jié)晶為主相的稀土類-Ni系儲氫合金的LaNi₅系儲氫合金、以包含Ti、Zr、V以及Ni的拉弗斯相系的結(jié)晶為主相的儲氫合金等。此外，近年來，為了提高儲氫合金的氫包藏能力，提出了具有用Mg置換稀土類-Ni系儲氫合金的稀土類元素的一部分的組成的稀土類-Mg-Ni系儲氫合金。與以往的稀土類-Ni系儲氫合金相比，該稀土類-Mg-Ni系儲氫合金能夠包藏大量的氫氣(參照日本專利特開平11-323469號公報(bào))。

近年，由于鎳氫二次電池的用途日益擴(kuò)大，因此希望鎳氫二次電池進(jìn)一步高性能化。充放電特性是鎳氫二次電池所要求的希望提高的性能之一。如果提高充放電特性，則有可能高效率放電或急速充電。此外，由于用途的擴(kuò)大，鎳氫二次電池的使用環(huán)境變得比以往嚴(yán)苛，假定鎳氫二次電池在低溫環(huán)境中使用。因此，希望即使在低溫環(huán)境下也能夠高效率放電或急速充電的鎳氫二次電池。

于是，為了實(shí)現(xiàn)鎳氫二次電池的高效率放電或急速充電，在負(fù)極中添加導(dǎo)電材料，提高負(fù)極的導(dǎo)電性(例如，參照日本專利特開平11-007948號公報(bào)、日本專利特開平11-354124號公報(bào)等)。此外，作為儲氫合金粉末，例如，使用包含體積平均粒徑(MV)在40μm以下的低粒度的儲氫合金粒子的儲氫合金粉末。藉此，增加儲氫合金的反應(yīng)面積，可發(fā)揮作為負(fù)極的優(yōu)良的充放電特性。而且，通過對于儲氫合金粒子的表面進(jìn)行酸處理，進(jìn)行重整、提高活性度，由此提高充放電的反應(yīng)性(例如，參照日本專利特開平05-323469號公報(bào))。這樣，儲氫合金的表面的活性度變高，則充放電反應(yīng)變得順利，尤其是低溫環(huán)境下的充放電特性提高。

此處，整合在鎳氫二次電池中的負(fù)極通常通過糊料方式制造。在該糊料方式中，首先在包含儲氫合金的粉末、導(dǎo)電材料的粉末、粘結(jié)劑以及增粘劑的負(fù)極合劑中加入水，通過將它們混煉制備負(fù)極合劑糊料。得到的負(fù)極合劑糊料被涂布在金屬多孔體等負(fù)極芯體上。之后，保持有負(fù)極合劑糊料的負(fù)極芯體經(jīng)過干燥工序，被制成保持有負(fù)極合劑的負(fù)極的中間制品。得到的負(fù)極的中間制品在被軋制后，切斷為規(guī)定的尺寸。藉此得到鎳氫二次電池用的負(fù)極(例如，參照日本專利特開平10-012231號公報(bào))。

但是，在作為儲氫合金粒子的集合體的儲氫合金粉末中，有時(shí)在制造過程、運(yùn)送過程等中，氯附著在儲氫合金粒子的表面上。此外，在上述的酸處理中，在使用鹽酸的情況下，有時(shí)氯殘存在儲氫合金粒子的表面上。

這樣，如果使用氯存在于表面的狀態(tài)的儲氫合金粒子、制備負(fù)極合劑糊料，則該氯有時(shí)阻礙粘結(jié)劑以及增粘劑的功能。其結(jié)果是，負(fù)極合劑糊料分離為水分和其以外的成分，發(fā)生不能制成負(fù)極合劑糊料或負(fù)極合劑從負(fù)極芯體脫落的不良情況，發(fā)生負(fù)極的制造性下降的不良情況。此外，即使勉強(qiáng)制造負(fù)極，負(fù)極合劑也會在整合到電池中后脫落、產(chǎn)生短路，有引起電池的品質(zhì)的下降的不良情況之虞。

為了避免發(fā)生如上所述不良情況，通常，在制備負(fù)極合劑糊料前清洗儲氫合金粉末，進(jìn)行氯的去除。

作為儲氫合金粉末的清洗方法，例如，將儲氫合金粉末投入清洗用水中，通過攪拌該清洗用水，將氯從儲氫合金粒子的表面去除，之后，分離含氯的清洗用水和儲氫合金粉末。作為分離清洗用水和儲氫合金粉末的方法，采用使用濾器的過濾方式、或使儲氫合金粒子沉降后去除清洗用水的上清的傾析方式。