[发明专利]一种镍氢电池负极板的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍氢电池负极板的处理方法，具体涉及一种将切好的负极板进行放电等离子烧结处理，得到性能更佳的负极板的方法。

背景技术

负极板的性能是决定镍氢电池性能的关键。研究表明，镍氢电池寿命终结的重要因素之一，是负极板中储氢合金的粉化造成的，即储氢合金失效的氧化-粉化机理。以往为增强负极板中储氢合金的抗氧化抗粉化功能，采用在储氢合金粉表面包覆镍、铜等金属，或是在负极板表面镀镍。该方法增加材料的使用量，相应增加了成本，也不能有效的防止储氢合金的粉化。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的负极板存在的缺点，提供一种将现有的镍氢电池负极板进行进一步的处理，得到一种高功率长寿命的负极板。用该方法处理负极板而制备的镍氢电池具有充放电循环寿命长，大电流放电性能好，放电平台电压高，适用于电子、通讯，信息特别是电动工具、电动汽车、电动自行车、电动摩托车等行业。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种镍氢电池负极板的处理方法，将镍氢电池的负极板放入放电等离子烧结机中，在恒定压力下进行等离子烧结，其中等离子烧结机的电源为脉冲电源，其电流为1～10000A。

本发明的目的具体可以通过以下措施达到：

一种镍氢电池负极板的处理方法，包括以下步骤：

A、将切好的镍和稀土合金制成的负极板置于SPS机(放电等离子烧结机)中；

B、接通SPS机的脉冲电源，脉冲电源为ON-OFF直流脉冲电源。在50Hz供电电源下，通过适当的变换，输出连续的方形脉冲(脉冲的时间为1微秒到100毫秒)，电流为1～10000A；

C、负极板在等离子烧结过程采用连续滚动烧结或间断烧结，其中间断烧结的时间为1～1800秒。

步骤B中脉冲电流优选为100～2000A；步骤C中处理时间优选为5～20分钟。负极板上的恒定压力优选为5～50t(吨)。等离子烧结过程是在真空、氮气或其他惰性气体中进行。

本发明中镍氢电池负极板采用的放电等离子(SPS)烧结处理后，其特点有：储氢合金颗粒间存在极小的间隙时，由于脉冲电压的存在，瞬间产生强电场，击穿间隙产生放电现象。脉冲放电产生的放电冲击波以及电子、离子在电场中反方向的高速流动，可使粉末吸附的气体逸散，粉末表面的起始氧化膜在一定程度上可以被击穿，使粉末得以净化、活化，使储氢合金表面的氧化层物质脱落；在放电等离子烧结的处理下，储氢合金粉之间接触部分发生了熔接，这就减小了合金粉之间的接触电阻，增强了合金粉中间的相互作用，起到抑止粉化的功效。

本发明的优点是：

1、储氢合金颗粒间存在极小的间隙时，由于脉冲电压的存在，瞬间产生强电场，击穿间隙产生放电现象。脉冲放电产生的放电冲击波以及电子、离子在电场中反方向的高速流动，可使粉末吸附的气体逸散，粉末表面的起始氧化膜在一定程度上可以被击穿，使粉末得以净化、活化，使储氢合金表面的氧化层物质脱落，从而减小了粉末之间的接触电阻，增加了活性物质的表面积。

2、在放电等离子烧结的处理下，储氢合金粉之间接触部分发生了熔接，这就减小了合金粉之间的接触电阻，增强了合金粉中间的相互作用，起到抑止粉化的功效。

3、与传统增加储氢合金粉的抗粉化处理的方法相比，本发明节省了材料，降低了电池的成本。

具体实施方式

实施例1：

选取已切好的D型电池的负极板，置于SPS(放电等离子烧结)机中(氖气环境)，调整SPS机，烧结压力为30t，然后接通SPS机的直流脉冲电源，在50Hz供电电源下，通过适当的变换，输出连续的方形脉冲(脉冲的时间为3.2ms)，电流为1500A。通电处理达1200秒钟后，切断电源，取出极板。

实施例2：

选取选取已切好的D型电池的负极板，置于SPS(放电等离子烧结)机中(真空环境-50Pa)，调整SPS机，烧结压力为30t(吨)，然后接通SPS机的直流脉冲电源，在50Hz供电电源下，通过适当的变换，输出连续的方形脉冲(脉冲的时间为3.2ms)，电流为1000A。通电处理25分钟后，切断电源，取出极板。

以本发明实施例1所制备的极板为负极板，以球形氢氧化镍为活物质，以发泡镍为集流体制备的极板为正极板，以6mol/L氢氧化钾溶液为电解液，以聚丙稀为隔膜装配成D型8500mAh高功率长寿命电池。