[发明专利]碱性氢(MH)/二氧化锰可充电池

说明书

本发明涉及一种碱性可充电池

目前广泛使用的碱性可充电池，主要有镍-氢电池(Ni/MH)，镍-镉电池(Ni/Cd)和可充碱锰电池(RAM)，其中镍-镉电池由于镉有毒，容易造成污染而将逐渐被取代，镍氢电池虽然具有很高的能量密度，优良的快速充放能力，较好的低温性能以及无记忆效应等优点，但其较高的自放电率，较低的体积比能量又大大限制了其用途，可充碱性电池循环寿命短，降汞、去汞困难，锌枝晶生长也尚未很好解决等等，基于上原因，本发明经过多年的研制，以Ni/MH电池的负极MH电池与可充Zn/MnO₂电池的正极MnO₂电极配对组成碱性氢(MH)/二氧化锰可充电池，不仅可以清除Zn电极带来的诸多问题，以及避开降汞、去汞的问题，而且以MnO₂取代Ni(OH)₂使得电池的自放电率可大大降低。

现MnO₂-H₂可充电池已有研究，并且已用于低轨道地球卫星中，但此种电池实际上是一种燃料电池，对钢筒耐压程度要求很高，不利于广泛使用，采用以储氢合金(MH)取代H₂可以避开这一问题，并且有希望做成密封电池，有利于推广使用。

本发明的目的在于，研制的碱性氢(MH)/二氧化锰可充电池，它是正极、负极、电解液、隔膜、外壳组成，其主要是正极为片状粘结式二氧化锰和添加剂，负极为片状诸氢合金，电解液为含10-20g/l氢氧化锂的5-9N的氢氧化钾溶液，隔膜为能承受电池高倍率放大所引起温度变化的绝缘材料；外壳为方形的塑料制品，该电池主要以Ni/MH电池的负极MH电极与可充Zn/MnO₂电池的正极MnO₂电极配对组成碱性(MH)/二氧化锰可充电池，它不仅可以清除Zn电极带来的诸多问题，以及避开降汞、去汞的问题，而且以MnO₂取代Ni(OH)₂使得电池的自放电率可大大降低，与Ni/Cd二次电池相比，本发明无毒无污染，重量轻，工作电压与Ni/Cd、Ni/MH二次放电相当，并可与Ni/Cd、Ni/MH电池通用，循环寿命良好，且自放电较小，月自放电率2％。与Ni/MH电池相比，本发明价格便宜，高温性能好，自放电小，易存放，与碱性Zn/MnO₃二次电池比，本发明电池不含汞，无污染，循环寿命长，大电流放电性能较好。

本发明所述的碱性氢(MH)/二氧化锰可充电池，它是由正极、负极、电解液、隔膜、外壳组成；正极为片状粘结式二氧化锰和添加剂，负极为片状储氢合金，电解液为含10-20g/l氢氧化锂的5-9N的氢氧化钾溶液，隔膜为能承受电池高倍率放电所引起温度变化的绝缘材料，外壳为方形的塑料制品。电池的正极一片状二氧化锰采用粘接法制成，在二氧化锰中加入氢氧化亚镍混合均匀，再加入乙炔黑，石墨做为导电材料，加入耐过充催化剂干拌均匀后，加入聚四氟乙烯，羧甲基纤维素钠作为粘接剂，再湿由拌均匀成膏状物，然后将膏状物涂布子发泡镍基体上，于70-90℃烘干，在25-35N/cm²压力下压成片状，点焊极耳成正极片。电池的负极采用粘结法制成，将储氢合金粉与羧甲基纤维素钠溶液、聚乙烯醇水溶液混合均匀制成膏状，再将此膏状涂布于发泡镍基体上，于70-90℃下真空烘干，再25-35N/cm²压力下压成片状，再于极板上涂含有石墨的聚四氟乙烯乳液，于40-50℃下烘干，点焊极耳成负极片。其各组份比为重量克：正极二氧化锰20-30g、Ni(OH)₃5-10g、石墨5g、乙炔黑1g、耐过充催化剂0.5g、60％聚四氟乙烯2-6g、1.2％羧甲基纤维素钠6-10g负极：储氢合金30-35g；耐过充催化剂为五氧化二钒、四氧化三钴、三氧化二镍、三氧化二钴任意一种。正极、负极电极骨架采用发泡镍网，膈膜为尼龙无纺布或尼龙绸布，外加一层辐射接枝聚乙烯膜。