[发明专利]镍氢动力电池正极板及其制备方法、镍氢动力电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍氢动力电池正极板及其制备方法、镍氢动力电池。

背景技术

使用泡沫镍作为基体材料，按照湿法拉浆工艺或干法上粉工艺在泡沫镍基体上填充正极活性物质材料制成正极板，是目前镍氢电池常规的制备工艺，但传统的湿法拉浆工艺，在拉完浆后需要对极板进行烘干，从而导致极板上的部分活性物质材料从基体上脱落，造成整个正极板的电导率偏大，使用通过该工艺制得的正极板制备得到的镍氢动力电池其内阻不够小，不能完全满足车用动力电池的要求。而干法上粉工艺制备得到的正极片，不太适用于镍氢动力电池，特别是车用镍氢动力电池。

发明内容

本发明旨在提供一种具有较低电导率的镍氢动力电池正极板及其制备方法、镍氢动力电池。

本发明通过以下方案实现：

一种镍氢动力电池正极板，正极活性物质填充于泡沫镍基板上，在填充了活性物质的泡沫镍基板表面覆有镍钴合金层，所述镍钴合金层的钴含量为60～85%，镍含量为15～40%。

实验发现，所述镍钴合金的厚度为1～5μm时，镍氢动力电池正极板的性能较优。

上述镍氢动力电池正极板的制备方法，按以下步骤进行：

（1）泡沫镍基板表面活化：将泡沫镍基板置于稀强酸溶液中浸泡一定时间后，再将其置于去离子水中洗净并低温烘干。所述稀强酸溶液优选由硫酸和水按1：（10～15）的体积比配制而成的硫酸溶液。为保证浸泡效果和考虑生产效率，泡沫镍基体在硫酸溶液中的浸泡时间优选为20～50min。一般情况下，泡沫镍基体的厚度为0.8～3.0mm，平均孔径为100～300μm，面密度为200～400 g/m²。

（2）正极活性物质填充：将正极活性物质填充于经步骤（1）处理后的泡沫镍基板上。

（3）电沉积镍钴合金：将填充了活性物质的泡沫镍基板置于由60～75g/L的硫酸镍、40～70g/L的硫酸钴、35～40g/L的氯化镍、30～35g/L的硼酸和0.05～0.15g/L的光亮剂组成的混合溶液中，其PH值控制在4.0～5.0，温度控制在40～55℃，电流密度控制在1.5～3.0A/ dm²下进行电沉积，控制镍钴合金的厚度为1～5μm。

（4）高温热处理：将经过步骤（3）的正极板以0.1～0.6m/min的速度连续通过温度达到300～500℃并具有还原气氛的热处理装置，完成镍氢动力电池正极板的制作。

还可进一步根据相应的工艺要求将经步骤（4）的正极板进行裁切。

    一种镍氢动力电池，在壳体内放置电芯、注满电解液，盖帽封装，其中所述电芯中的正极板采用上述镍氢动力电池正极板。

与现有技术相比，本发明的优点体现于：

1. 本发明的镍氢动力电池正极板，将泡沫镍基板进行表面活化后再填充活性物质，并在表面电沉积一层镍钴合金，该正极板具有较低的电导率，可提高活性物质的放电比容量。

２.本发明采用的方法，工艺简单，制得的正极板其晶体结构更加均匀，电导率较低。

3、本发明的镍氢动力电池，具有较低的内阻，其正极活性物质的放电比容量可提升20%左右，要满足同样的电池放电容量，需要的正极活性物质量可适当降低，如此电池重量就可以适当降低，这样的镍氢动力电池组合后其总重量较轻，更适合于HEV车用。

具体实施方式

实施例1

采用厚度为1.0mm、平均孔径为300μm、面密度为400 g/m²的泡沫镍为基板，按以下步骤进行：

（1）泡沫镍基板表面活化：将泡沫镍基板置于由硫酸和水按1：10的体积比配制而成的稀硫酸溶液中浸泡20min后，再将其置于去离子水中洗净并低温烘干。

（2）正极活性物质填充：按镍氢动力电池D6000工艺，将正极活性物质填充于经步骤（1）处理后的泡沫镍基板上。

（3）电沉积镍钴合金：将填充了活性物质的泡沫镍基板置于由60g/L的硫酸镍、40g/L的硫酸钴、35g/L的氯化镍、30g/L的硼酸和0.05g/L的光亮剂组成的混合溶液中，其PH值控制在4.0，温度控制在40℃，电流密度控制在1.5A/ dm²下进行电沉积，镍钴合金的厚度控制在1μm。

（4）高温热处理：将经过步骤（3）的正极板以0.1m/min的速度连续经过300℃并具有氢氮保护气氛的还原装置。

根据镍氢D6000的工艺要求将经步骤（4）的正极板进行裁切，形成小片的镍氢动力电池正极板。