[发明专利]一种贮氢合金粉

说明书

技术领域

本发明是关于一种贮氢合金粉，尤其是关于一种贮氢合金粉。

背景技术

近年来，由于便携式电子器件的发展和交通动力能源的革命，高能电池能源的研究与开发已成为世界各国学术界和产业革命的热点。镍氢电池因为能量高、安全性好、无污染、无记忆效应，价格适宜而受到广泛重视，是数码相机的主要供电电池类型之一，例如普通五号(AA型)镍-氢二次电池即是常用的镍-氢二次电池(Ni/MH)。

镍-氢二次电池以贮氢合金粉作为负极活性物质，目前市场上的各种贮氢合金粉中，主要包括粒子直径为38-75微米的和粒子直径小于38微米的两种，其中粒子直径为38-75微米的占贮氢合金粉总量的55重量％以下，粒子直径小于38微米的占贮氢合金粉总量的45重量％以上。采用这种贮氢合金粉制得的镍氢电池还存在电池容量低、大电流放电性差和循环寿命较差的缺点。而镍-氢二次电池的电池容量、大电流充放电性能和循环寿命等指标主要决定于电池负极材料，尤其取决于电池负极材料中的贮氢合金粉负极活性物质，例如贮氢合金粉的比容量越高，由该合金粉制得的电池的比容量也越高，因此，人们一直在努力提高贮氢合金粉的性能。

CN1399361A公开了一种贮氢合金电极，该电极包括将贮氢合金粉的粒度分布控制在d90/d10≤8且d90-d10≤50微米，尤其优选d90≤60微米、d50≤25微米范围内，以抑制循环后的电池特性误差。尽管由上述贮氢合金制得的贮氢合金电极能够抑制循环后电池的特性误差，但是由上述镍氢电池负极材料制得的镍氢电池存在着大电流充放电性能差、循环寿命短等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中用作镍氢电池负极材料的贮氢合金粉大电流充放电性能差、循环寿命短的缺点，提供一种大电流充放电性能好、循环寿命长的贮氢合金粉。

本发明人发现，将粒度相对较大(如粒子直径为38-75微米)的稀土镍基贮氢合金作为负极制成的镍氢电池具有较好的活化性能、较高的循环容量以及良好的循环寿命，但大电流、高倍率充放电性能较差；而粒度相对较小(如粒子直径小于38微米)的稀土镍基贮氢合金作为负极制成的镍氢电池则具有较好的大电流、高倍率充放电性能，但电池的活化性能、循环容量和循环寿命差。通过将具有上述粒子直径的贮氢合金粉按一定的比例混合得到的贮氢合金粉具有大电流放电性能好、活化性能好和循环容量高的特点。

因此，本发明提供了一种贮氢合金粉，其中，该贮氢合金粉包括粒子直径小于38微米的贮氢合金粉和粒子直径为38-75微米的贮氢合金粉，以贮氢合金粉的重量计，粒子直径小于38微米的贮氢合金粉占20-40重量％，粒子直径为38-75微米的贮氢合金粉占60-80重量％。

采用本发明提供的贮氢合金粉制成的镍氢开口电池具有优异的大电流放电性能，其中相同测试条件下的放电容量比以现有技术中的贮氢合金粉制得的同类电池的放电容量提高10％左右；同时采用本发明提供的贮氢合金粉制成的镍氢开口电池还具有优异的活化性能，以0.2C充放电达到最高放电容量的活化次数由现有技术的6次降低至4次以下，降低幅度高达33％。

附图说明

图1为镍氢开口电池的循环性能图。

具体实施方式

根据本发明，采用具有上述粒度分布的贮氢合金粉制得的镍氢电池负极具有良好的大电流充放电性能、较好的活化性、较高的循环容量以及良好的循环寿命，主要是因为合金粉的粒度越大(如38-75微米)，比表面积就越小，合金粉受氧化的程度也就越小，因此接触电阻越小，采用该合金粉制得的电池负极的放电平均电压就越大，达到最大放电容量所需的活化次数就越少，也即电池的活化性能也越好；而且在充放电过程中，由于吸放氢导致合金粉粉化，在粉化过程中，合金粉颗粒内部产生大量新鲜的没被氧化的表面，这些新鲜表面由于含氧量低而使贮氢合金具有较高的充放电容量，粒径越大的合金粉粉化的效果就越明显，充放电容量也就越高。在以后的充放电过程中，粒度大的合金粉颗粒可以进一步粉化，而且粉化速率比粒度小的合金粉颗粒的快，含氧量低的合金粉表面积增大，进而提高由该合金粉制得的电池负极的充放电循环寿命。但合金粉的粒径不能太大，否则氢的扩散路径太长，而且，粒子直径大的合金粉太多，会导致合金粉之间空隙太多，导致电极阻抗增加，从而导致大电流充放电性能变差。以贮氢合金粉的总量为基准，优选粒子直径为38-75微米的占60-80重量％，更优选为65-75重量％。