[发明专利]超低自放电极片的制备方法

说明书

本发明属于二次电池制造技术领域，具体涉及一种超低自放电极片的制备方法。采用溶剂氮‑甲基吡咯烷酮和粘结剂配置有机胶水，依次加入碱性化合物和储氢合金，搅拌均匀形成浆料A；经喷雾干燥成球形颗粒粉末；配置水系胶水，向水系胶水中加入球形颗粒粉末，搅拌形成浆料B；浆料B经湿法涂布制备出超低自放电极片。本发明避免使用操作复杂、危险系数高且成本较高的超晶额储氢合金，由制得的极片制备的电池具有超低自放电率，一年平均自放电率在12％以下，两年平均自放电率在24％以下，‑30℃低温平均放电电量在85％以下，3C倍率平均放电电量在78％以下，具有良好的经济效益和较高的安全性；本发明工艺简单，操作安全，生产成本低。

技术领域

本发明属于二次电池制造技术领域，具体涉及一种超低自放电极片的制备方法。

背景技术

水系二次电池具有安全性高、寿命长、环境温度范围宽(-55℃～60℃)等优点，一直得到广泛应用。随家用电气智能化普及，水系二次电池的应用量也急剧增加，但家用二次电池在使用过程中存在使用周期不确定、备用时间比较长、自身放电率高造成亏电等问题，若能开发一款超低自放电的二次电池，年自放电率小于15％，就可以有效解决上述问题。

当前对超低自放电电池的开发集中在超晶额储氢合金和极片制备的开发与应用上，日本采用镁基合金作为活性物质制备负极极片，以此制备的民品镍氢电池系列，在20±5℃下，充满电的电池，一年后带电量大约还有85％，实现了年自放电率小于15％；国内众多电池企业也采用同样的超晶额储氢合金制备镍氢电池，但自放电率却依然很大，与日本相比还存在很大的技术差距，产品也迟迟打不进高端市场，只能在中低端市场维持10％左右的毛利率，此外，超晶额储氢合金由于采用了原子半径比较小的金属镁等元素，熔点比较低，需要二次熔炼的同时还需要控制金属汽气压，操作危险系数高，造成生产成本比常规AB₅和AB₂合金高40％左右，两者负项叠加，连个企业生存的毛利率都没有，造成我国不仅不能批量生产超低自放电的镍氢电池，连超晶额储氢合金的生产都需要向日本缴纳专利许可费。从镍氢电池上游材料生产成本降低和中游镍氢电池企业工艺装备的角度考虑，依托现有装备，通过材料和工艺组合创新，开发一种新型的极片制备工艺实现超低自放电电池的制造，扭转现有技术局限导致的商业竞争劣势，很有工业和商业价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种超低自放电极片的制备方法，不需要使用操作复杂、危险系数高且成本较高的超晶额储氢合金，制备得到的极片具有超低自放电率，工艺简单，操作安全，生产成本低。

本发明所述的超低自放电极片的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用溶剂氮-甲基吡咯烷酮和粘结剂配置有机胶水，然后依次加入碱性化合物和储氢合金，搅拌均匀形成浆料A；

(2)将浆料A经喷雾干燥成球形颗粒粉末；

(3)配置水系胶水，向水系胶水中加入步骤(2)得到的球形颗粒粉末，搅拌形成浆料B；

(4)浆料B经湿法涂布制备出超低自放电极片。

其中：

氮-甲基吡咯烷酮，英文缩写“NMP”。粘结剂为PVDF或PTFE粉末。PVDF和PTFE均为极性高分子，只能溶解于极性有机溶剂中，具有疏水的特性，利用这一特征，将极性高分子溶解成溶液，将其和碱性化合物和储氢合金混合均匀，可以达到微米级混合程度。