[发明专利]一种大容量双袋式铁镍电池

说明书

本发明公开了一种大容量双袋式铁镍电池，电池极板组由袋式镍正极板、袋式铁负极板及位于袋式镍正极板和袋式铁负极板之间的多层复合隔膜或隔极栅构成，所述袋式镍正极板的电极材料由正极活性材料、导电剂、添加剂和粘结剂组成，袋式铁负极板的电极材料由铁基氧化物粉末、导电剂、添加剂和粘结剂组成，所述电解液为富液状态的含有添加剂的碱性溶液。本发明通过正负极配方和电解液配方的优化以及电池结构的调整，使得该新型铁镍电池充放电性能和循环性能得到改善，此外该电池还具有放电电压平台高，耐过充过放性能好，成本低等优点。

技术领域

本发明属于铁镍电池技术领域，具体涉及一种工业应用的大容量双袋式铁镍电池。

背景技术

众所周知，大容量袋式电池由于具有机械强度高的袋式正负极板和富余的电解液，进而可以保证其具有较好的循环稳定性。大容量镉镍袋式电池具有安全、耐用、循环寿命长等特点，目前已广泛用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源等工业领域。但是，镉镍二次电池由于镉电极的污染问题，发展受到极大限制。电池容量越大，安全方面隐患就会越多。制备大容量的锂离子电池用于轨道交通等重要社会领域将会存在较大的安全隐患。因此，开发工业领域用的大容量绿色新型电池已经刻不容缓。

传统袋式铁镍电池具有安全、绿色无污染、对环境友好等优点，曾在多个应用领域得到快速发展。然而，传统袋式电池所使用的正极材料通常是普通型非球型β型氢氧化镍，该材料振实密度较低，仅能达到1.5g/cm³，远低于球形氢氧化镍(2.1g/cm³)，这造成其正极体积比能量较低，同时β型氢氧化镍容易晶体膨胀粉化造成其循环寿命较差，因此袋式镍正极通常要添加大量的氢氧化镍材料，容易造成资源的浪费。目前商业化的袋式铁负极也存在克容量低，活性物质的克容量仅能达到约200mAh/g，造成其比能量偏低。传统袋式铁镍电池采用的是较厚的绝缘塑料栅板，造成电池整体体积比能量较低，内阻偏大，放电倍率低。此外，该电池成本偏高，循环性能差很难满足储能领域的要求。

发明内容

本发明针对目前铁镍电池存在的比能量低、倍率性能差、循环寿命短和成本高等问题，提供了一种大容量双袋式铁镍电池，用于满足储能领域的要求。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：一种大容量双袋式铁镍电池，包括相互密封扣合的电池壳和电池盖、位于电池壳内的电池极板组和电解液及设置于电池盖上且与正负极相连的电极柱和排气阀，其特征在于：所述电池极板组由袋式镍正极板、袋式铁负极板及位于袋式镍正极板和袋式铁负极板之间的多层复合隔膜或隔极栅构成，所述袋式镍正极板的电极材料由正极活性材料、导电剂、添加剂和粘结剂组成，其中正极活性材料主要由球形β型氢氧化镍、覆钴球形β型氢氧化镍、普通非球性β型氢氧化镍或Ni-Al-M三元层状氢氧化物中的至少两种组成，M为Co、Zn、Ca、Y或Mg，所述袋式铁负极板的电极材料由铁基氧化物粉末、导电剂、添加剂和粘结剂组成，所述电解液为富液状态的含有添加剂的碱性溶液。

进一步优选，所述复合隔膜由磺化聚丙烯隔膜、氟化聚丙烯隔膜、接枝聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、尼龙隔膜或丙纶针刺无纺布中的至少两种构成，其层数为2层以上。