[发明专利]碱性赝电容异质电极及匹配方法

摘要

本发明涉及一种碱性赝电容异质电极及匹配方法。该赝电容正极为传统电池用的烧结镍阳极；负极为活性炭为主的电容极片；平衡这两种异质电极电容特性的特色匹配方法为：在高锰酸钾溶液中、采用原位反应掺杂一定量的MnO2与两极；而平衡两种异质电极电池特性主要匹配方法为：负极刮涂料中混合不大于5％的储氢合金粉；获得该碱性赝电容正、负电极片的方法易于操作，碱性赝电容异质电极能量和功率密度获得良好匹配，并且达到高功率密度、长寿命、良好低温性能的同时，兼具高能量密度。

主权项

一种碱性赝电容异质电极及匹配方法，其特征在于，其异质正、负极的制造步骤、工艺条件、配方、构造及匹配方法如下：第一步、赝电容正极毛坯料的构造：选择市售镍‑氢动力电池用烧结镍阳极，该烧结镍阳极为湿法制造、含钴型、指标为31mAh/cm2，室温饱和高锰酸钾水溶液加热到75℃‑85℃，并继续加入化学纯的高锰酸钾颗粒，配制成该温区的过饱和溶液，再将烧结镍阳极片插入该75℃‑85℃的高锰酸钾饱和溶液中，滞留时间2秒‑5秒，迅速将该极片从溶液中移出，室温晾干备用，即构造出赝电容正极毛坯料；该正极毛坯料经过构造成双电层电容器表征方法表征，其以电容特性表现出的容量为0.072mAh/cm2；第二步、赝电容负极毛坯料的构造：选择市售镍‑氢动力电池用集流体泡沫镍商品，将原始厚度为1.0mm泡沫镍集流体预压至0.8mm，再将赝电容负极料刮涂其上，该赝电容负极料刮涂配方为：600目的活性炭粉、600目的石墨粉、275目±25目并且其厂商标定容量为285mAh/g的AB5型储氢合金粉和固含量为52wt％的聚四氟乳液；四者按照(100‑7‑X‑3)wt％的比例，即固定四者重量百分比总和为100wt％时，石墨粉占7wt％定值比例，聚四氟乳液占3wt％定值比例，储氢合金粉占Xwt％变动值比例，其余为活性炭粉，四者重量百分比总和构成100wt％；其中X＝1wt％‑5wt％；四者按照该配方混合均匀即构造出赝电容负极料刮涂料，接着将含该刮涂料的0.8mm泡沫镍带，放入调节间隙为0.35mm的辊压机进行轧膜处理；轧膜后获得0.35mm厚并且单位面积上含有该刮涂料的数量满足0.075g/cm2指标的赝电容负极片中间毛坯；该中间毛坯插入50℃‑70℃的高锰酸钾饱和溶液中，滞留时间2秒‑5秒，迅速移出该饱和溶液，室温晾干备用，即构造出赝电容负极毛坯料；该负极毛坯料经过构造成双电层电容器表征方法表征，其以电容特性表现出的容量为0.072mAh/cm2±0.001mAh/cm2；第三步、赝电容正极、负极的构造与匹配方法：将赝电容正极和负极毛坯料剪裁成条形，鉴于本发明赝电容壳体借用固定商品中、镍‑氢电池AA型圆柱电池的壳体及上盖、密封圈等零配件，受到该借用壳体尺寸限制，赝电容正极和负极毛坯料剪裁尺寸均为长119mm，宽41mm，将该 119mm×41mm尺寸的条形毛坯料、在柔片机上、柔软处理三次；再将其移送至超声波清粉机，在条形毛坯料极片一条长边上按照与焊接的极耳宽度相同尺寸清粉，清粉后、将极耳用脉冲点焊机、按照AA圆柱镍‑氢电池焊接要求焊接牢固；将带有极耳条形正极与负极中间用镍‑氢电池隔膜商品中的磺化膜相隔，对齐后在电池卷绕机上卷绕，卷绕完成后放入壳体中，加入2.4ml电解液，该电解液为浓度0.5M‑2M的氢氧化钾水溶液；电解液注如到带有电芯的壳体后，再借用AA圆柱镍‑氢电池封装设备进行封装、封装后对不同条件下获得的裸体模拟赝电容编号，至此，赝电容正极、负极的构造与匹配任务完成。