[发明专利]一种蒸发镀覆聚苯胺改善镍氢电池负极板电化学性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍氢电池负极板的表面处理领域，主要是采用蒸发镀覆聚苯胺，在镍氢电池负极板表面形成催化保护层的方法提高镍氢电池负极板的大电流放电能力与使用寿命。

背景技术

镍氢电池是一种绿色无污染的二次电池，具有功率密度高、无记忆效应、寿命长等优点，而被认为是电动车用动力电池的理想选择之一。提高镍氢电池性能的关键在于提高负极板的电极性能。因为电极反应是界面反应，负极板的表面形貌对其本身的性能乃至镍氢电池性能都有显著的影响。

为了使镍氢电池负极板表面更有利于电化学反应的进行，可以采用表面处理的手段提高负极板表面的电催化活性，进而提高负极板的高倍率放电性能，即大电流放电能力。常用的方法有酸处理、碱处理、金属(合金)包覆层修饰、高分子包覆层修饰等。表面处理的目的主要有两个：第一，在镍氢电池负极板表面获得催化活性比较高的修饰层，提高负极板的大电流放电能力；第二，在负极板表面形成耐强碱的保护层，提高储氢合金的循环容量保持率等，即延长使用寿命。近年来采用有机物，特别是高分子对镍氢电池负极板或其活性物质储氢合金进行表面修饰的研究由于可以形成多功能修饰层而受到了较多的关注。中国发明专利[CN200910227963.4]和[CN201110158364.9]分别公开了采用化学镀与电镀方法在储氢合金粉末表面包覆聚苯胺修饰层，从而提高储氢合金电极性能的方法。然后，这两种方法在对储氢合金粉末进行聚苯胺包覆处理的过程中需要用到大量的溶液，方法繁琐，对环境压力不十分明显，但是操作仍然较为复杂。因此，本发明提出采用苯胺蒸气在镍氢电池负极板表面聚合形成聚苯胺的过程对负极板进行表面修饰处理。

本发明采用在加热的条件下将苯胺气化，并使苯胺蒸气匀速通过镍氢电池负极板表面，在负极板表面预涂覆的苯胺聚合引发剂的作用下发生聚合，苯胺聚合后形成的聚苯胺包覆层可以均匀的包覆在镍氢电池负极板的表面。在充放电过程中聚苯胺能够起到催化与保护作用，进而提高镍氢电池负极板的高倍率放电性能与循环容量保持率。本发明操作简单，需要设备少，对环境无污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发镀覆聚苯胺改善镍氢电池负极板电化学性能的方法，可以提高提高镍氢电池负极板的高倍率放电性能与循环容量保持率。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种蒸发镀覆聚苯胺改善镍氢电池负极板电化学性能的方法，所述方法包括以下步骤：

1)制备镍氢电池负极极板，将活性物质的粉末、导电剂、粘合剂混合均匀，涂覆于镀镍不锈钢钢带上，然后进行碾压和干燥，制成镍氢电池负极极板；

2)将一定浓度的苯胺聚合引发剂的水溶液均匀喷洒于步骤1)所述的镍氢电池负极极板表面；

3)将喷洒苯胺聚合引发剂的镍氢电池负极极板悬挂于底部盛有液体苯胺的封闭室中；

4)加热苯胺至其蒸发成气体状态，使苯胺气体充分扩散至镍氢电池负极极板表面，在引发剂的作用下进行表面蒸发镀覆处理，即苯胺气体在镍氢电池负极极板表面形成均匀的聚苯胺修饰层。

进一步的，所述步骤1)中制备镍氢电池负极板所用的活性物质为AB₂、AB₃、AB₅储氢合金中的一种。

进一步的，所述步骤2)中的苯胺聚合引发剂是过硫酸铵、过氧化氢中的一种，其水溶液的质量/体积浓度为0.1～20g/L。

进一步的，所加步骤4)中加热苯胺的温度为从室温(即25℃)至120℃，蒸发镀覆聚苯胺修饰处理时间为0.1～48h。

进一步的，所述步骤2)中的苯胺聚合引发剂为5～10g/L的过硫酸铵，所述步骤4)中的蒸发镀覆聚苯胺修饰处理的温度为60～80℃，处理时间为12～20h。

本发明适用于活性物质为AB₂、AB₃、AB₅型储氢合金的镍氢电池负极板，经过蒸发镀覆聚苯胺后，镍氢电池负极板的高倍率苯放电性能和循环容量保持率可以得到显著的提高。苯胺聚合过程操作简单，可使用惰性气体对苯胺进行保护即可以实现苯胺的再利用，储氢合金电极的聚苯胺表面处理过程中不产生环境污染物。

附图说明

图1为未处理的镍氢电池负极板的表面形貌；

图2为经过6h蒸镀后AB₃型储氢合金镍氢电池负极板的表面形貌；

图3为蒸镀聚苯胺处理前后镍氢电池负极板的高倍率放电性能。

具体实施方式