[发明专利]一种镍基电池正极及其制备方法和使用该正极的镍基电池

说明书

技术领域

本发明属于镍基电池技术领域，具体涉及一种镍基电池正极及其制备方法和使用该正极的镍基电池。 

背景技术

现有的碱性镍基二次电池包括镉镍电池、氢镍电池、锌镍电池和铁镍电池等，具有不同的性能和应用途径，被广泛地应用于人们的日常生活和工业生产中，各自处于不同的发展阶段。镉镍电池由于负极含有有毒的镉，会造成重金属污染的环境问题，目前被氢镍电池逐步取代，开始退出市场。氢镍电池负极是以储氢合金为活性物质，具有较高的容量和优异的电性能，并且绿色环保，被广泛的应用到民用和电动汽车等领域，是目前发展最快，用途最广，工艺最成熟的镍基二次电池。近些年来，随着锌负极技术的进步和其性能的改善，发展有近百年历史的锌镍电池又重新走入了人们的视野，受到了较多关注，目前处于蓬勃的发展期。铁镍电池由于具有最好的性价比，随着人们对于铁负极的研究取得不断地进步，近些年来，也越来越受到人们的关注，目前仍然处于研发期。碱性镍基二次电池的共同特点就是它们都采用氢氧化镍活性物质作为正极，而且正极制备的方法都类似；此外，镍基二次电池都是正极限量的，也就是说正极的放电性能决定了镍基电池的容量，因此，对于氢氧化镍正极的改进技术对于不同的镍基电池都是同样适用的。 

近年来，镍基二次电池高温性能的改进受到了人们的关注。研究发现，制约镍基电池高温性能的主要因素是高温环境下正极析氧电位降低造成的。因此，改进镍基电池高温性能的主要途径就是提高正极的析氧电位，改善镍正极在高温条件下的充电效率。现有技术通过在氢氧化镍活性物质中掺杂、包覆以及使用添加剂的方式对镍基电池正极的高温性能进行改进。其中，包括稀土元素的掺杂和包覆、钴化合物的修饰等。这些方法一定程度上可以改善镍基电池正极的析氧电位，提高高温充电效率。然而，稀土元素成本高，包覆方法工艺复杂，制备的成本偏高。因此，这些方法一定程度上会明显地增加镍基电池的成本。近些年来，便宜的钙盐由于具有同样的提高镍基电池正极高温充电效率的作用，受到了人们的关注。 

例如，CN101357781A中公开了一种高温镍电池用球形氢氧化镍，通过在氢氧化镍表面包覆难溶性金属氟盐，例如氟化钙；CN101357780A中公开了一种高温镍电池用球形氢氧化镍，通过在氢氧化镍表面包覆难溶性磷酸盐，例如磷酸钙；CN102760874A中公开了一种高温镍电池用球形氢氧化镍，通过在氢氧化镍表面修饰碳酸钙。同时，文献还有使用难溶性钙盐氢氧化钙、碳酸钙或氟化钙做为正极添加剂直接加入到镍基电池正极中使用的报道。这些方法对于镍基电池高温性能的改善都取得了一定效果，然而，包覆难溶性钙盐的方法过程复杂，条件苛刻，成本较高。因此，工业化生产通常采用难溶性钙盐（例如氢氧化钙、碳酸钙或氟化钙等）掺杂的方法进行生产。然而，由于钙盐都是非导电性物质，少量的难溶性钙盐颗粒很难与大量微米级的氢氧化镍颗粒混合均匀，该方法会造成钙离子在正极中分布不均匀，阻隔镍基电池的导电网络，造成镍基电池内阻升高，循环寿命变差。因此，采用掺杂难溶性钙盐的方法虽然成本相对包覆工艺较低，但钙离子在镍基电池正极中分布的均一性较差，有待进一步的改进。 

发明内容

本发明为解决现有技术的不足而提供了一种采用可溶性钙盐修饰的镍基电池正极及其制备方法，解决了现有技术中钙盐包覆型氢氧化镍制备工艺复杂，难溶性钙盐添加剂分散不均匀造成镍基电池内阻偏高的技术问题，另外，本发明还提供了采用该镍基电池正极制备的碱性镍基二次电池。 

本发明的技术方案为：一种镍基电池正极，包括正极活性材料，其特征在于：所述的正极活性材料含有氢氧化镍和可溶性钙盐偏硼酸钙或硼酸钙，其中可溶性钙盐偏硼酸钙或硼酸钙的含量为氢氧化镍重量的0.01%-5%。