[发明专利]一种添加碳纳米管的镍氢电池负极浆料制备方法

说明书

本发明属于电池材料制备领域。本发明的添加碳纳米管的镍氢电池负极浆料制备方法，其主要步骤如下：1)将粘合剂水溶液，添加剂，储氢合金粉混合搅拌均匀形成预混料；2)在预混料中加入一定量的碳纳米管水分散液并搅拌均匀；3)加入一定量的聚四氟乙烯乳液，搅拌均匀，得到负极浆料。该制备方法通过水分散液的形式将碳纳米管引入到负极浆料中，可以有效地避免碳纳米管团聚，又免使储氢合金的晶格遭受破坏，并具有能耗低、效率高、易批量生产的特点。测试结果表明，此浆料制备方法可以有效地提高镍氢电池的比容量及大电流充放电性能。

技术领域

本发明属于电池材料制备领域，具体地，本发明涉及一种镍氢电池负极浆料制备方法，特别涉及一种添加碳纳米管的镍氢电池负极浆料制备方法。

背景技术

碳纳米管以其优异的力学性能，导电性能，抗氧化性能以及较高的理论电化学储氢性能，近年来被广泛地应用于镍氢二次电池中，制备碳纳米管复合镍氢电池负极浆料。而目前常见的复合方法是：1)将干粉碳纳米管与镍氢电池负极中的储氢合金直接混合；2)将干粉碳纳米管与镍氢电池负极中的储氢合金进行球磨共混。这些复合方法一方面会造成碳纳米管在复合体系中的严重团聚，无法充分发挥其优异的性能，导致镍氢电池的性能改善不明显；另一方面在球磨过程中易造成储氢合金晶格破坏，致使其电化学容量下降，无法满足工业生产中在镍氢电池里添加碳纳米管后性能提升的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种添加碳纳米管的镍氢电池负极浆料制备方法。该方法实施过程中既可以有效避免碳纳米管团聚，又免使储氢合金的晶格遭受破坏。

本发明的技术方案如下：

本发明的添加碳纳米管的镍氢电池负极浆料制备方法，其主要步骤如下：

1)将粘合剂水溶液、负极添加剂和储氢合金粉混合搅拌均匀形成预混料；

2)在预混料中加入一定量的碳纳米管水分散液并搅拌均匀；

3)加入一定量的聚四氟乙烯乳液，搅拌均匀，得到负极浆料。

根据上述镍氢电池负极浆料制备方法，其中优选地，所述的粘合剂水溶液中溶质粘合剂优选为羟丙基甲基纤维素(HPMC)或羧甲基纤维素(CMC)；所述粘合剂水溶液的质量浓度为1％-10％，该粘合剂水溶液中溶质粘合剂的质量为所述储氢合金粉质量的0.35％-3.5％。

根据上述镍氢电池负极浆料制备方法，其中优选地，所述的负极添加剂为镍粉、乙炔黑和氧化亚钴中的一种或几种。所述负极添加剂质量为储氢合金粉质量的3％-7％。

根据上述镍氢电池负极浆料制备方法，其中，所述的储氢合金粉为AB₅型储氢合金粉，优选地，所述储氢合金粉为含钴质量分数为0％～10％的LaNi₅型储氢合金。

根据上述镍氢电池负极浆料制备方法，其中，所述碳纳米管水分散液中的碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种或几种，优选地，所述碳纳米管的直径为1nm-100nm，长度为1μm-50μm。所述碳纳米管水分散液的质量浓度为0.2％-10％，其中，溶质碳纳米管质量为储氢合金粉质量的0.1％-5.0％。

根据上述镍氢电池负极浆料制备方法，其中，步骤1)-3)任一所述的搅拌优选为机械搅拌，进一步优选为真空机械搅拌，优选地，所述真空机械搅拌的转速为100rpm-500rpm，真空度为1psi-6psi。

根据上述镍氢电池负极浆料制备方法，其中，所述的聚四氟乙烯(PTFE)乳液的质量浓度为50％-70％，优选地，所述聚四氟乙烯乳液中溶质聚四氟乙烯为储氢合金粉质量的0.5％-2.0％。

与现有碳纳米管复合镍氢电池负极极片的制备方法相比，本发明提供的制备碳纳米管复合镍氢电池负极极片的方法有以下优点：