專利名稱：一種鎳氫電池電解液及鎳氫電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎳氫電池領(lǐng)域，尤其是一種鎳氫電池電解液和使用該電解液的鎳氫電池。
背景技術(shù)：
鎳氫電池是一種容量高、充放電性能好、污染小的化學(xué)電源，在電子、通訊、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。針對鎳氫電池的研究涉及范圍很廣，其中，提高電池容量是一個(gè)重要方面。目前，提高鎳氫電池容量的方法包括改進(jìn)電池制備工藝或結(jié)構(gòu)，以增大電極活性物質(zhì)在電極集流體上的敷料量(即增大電極活性物質(zhì)在電極集流體上的密度)；增加正極活性物質(zhì)質(zhì)量，適當(dāng)降低負(fù)極活性物質(zhì)質(zhì)量；使用高容量的球鎳及合金。以上方法雖然能使電池容量提升，但也存在一些問題增大電極活性物質(zhì)在電極集流體上的敷料量會(huì)增大電極片厚度，裝配后電池內(nèi)部更加緊實(shí)，空間減小，對容量的提高有限，也不利于電解液浸潤電極片，另外，隔膜容易被電極片刺穿，形成電池內(nèi)部短路。而增加正極活性物質(zhì)質(zhì)量，適當(dāng)降低負(fù)極活性物質(zhì)質(zhì)量不利于電池安全性的提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決通過增大電極活性物質(zhì)敷料量來增大鎳氫電池容量對鎳氫電池容量的提高有限，且容易造成電池短路的技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供一種鎳氫電池電解液，包括堿金屬氫氧化物，堿金屬氫氧化物提供的氫氧根離子的濃度為5. 0 9. Omol/L，還包括可溶性硫化物，可溶性硫化物的濃度不超過5mol/L。為了解決通過增大電極活性物質(zhì)敷料量來增大鎳氫電池容量對鎳氫電池容量的提高有限，且容易造成電池短路的技術(shù)問題，包括電池殼體、電極組和電解液，電極組和電解液密封在電池殼體內(nèi)，電極組包括依次卷繞或疊置的正極、隔膜和負(fù)極，其中，所述電解液為本發(fā)明提供的電解液。采用本發(fā)明提供的電解液的鎳氫電池的IEC容量提高2 % 6 %，且電池未出現(xiàn)短路、漏液等安全問題。
具體實(shí)施例方式為了解決通過增大電極活性物質(zhì)敷料量來增大鎳氫電池容量對鎳氫電池容量的提高有限，且容易造成電池短路的技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供一種鎳氫電池電解液，包括堿金屬氫氧化物和可溶性硫化物，堿金屬氫氧化物提供的氫氧根離子的濃度為5. 0 9. Omol/L，可溶性硫化物的濃度不超過5mol/L。堿金屬氫氧化物的選擇沒有特殊限制，鎳氫電池電解液中常用的氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鋰(LiOH)均可用于本發(fā)明?？扇苄粤蚧锏倪x擇也沒有特別限制，例如硫化鈉(Na2S)、硫化鉀(K2S),均可用于本發(fā)明。在電池充電過程中，可溶性硫化物電離出的硫離子被氧化成單質(zhì)硫，單質(zhì)硫生長在正極的空隙中，在放電時(shí)，硫被還原成硫離子，釋放電荷。該過程可以提高電池容量，但不增大正極活性物質(zhì)敷料量。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用硫化鈉時(shí)，對電池容量的改善效果略好于硫化鉀，故可溶性硫化物優(yōu)選硫化鈉。硫化鈉的濃度優(yōu)選為0. 5 5. Omo 1/L,更優(yōu)選3. 2 3. 5mol/L。硫化鈉濃度過低對鎳氫電池容量的提高不明顯，過高則使電池內(nèi)阻增大。硫化鈉濃度為0. 5 5. Omol/L時(shí)可以在提高電池容量的同時(shí)將其內(nèi)阻控制在合理的范圍內(nèi)；硫化鈉濃度為3. 2 3. 5mol/L 時(shí)，對電池容量提高和內(nèi)阻控制的效果最好，可使電池容量提高將近6%，同時(shí)內(nèi)阻增大不超過7%。電解液中的堿金屬氫氧化物優(yōu)選包括氫氧化鉀和氫氧化鋰，且氫氧化鉀與氫氧化鋰的摩爾濃度比為6 7，這有利于提高電池的容量保持率。本發(fā)明具體實(shí)施方式
還提供一種鎳氫電池，包括電池殼體、電極組和電解液，電極組和電解液密封在電池殼體內(nèi)，電極組包括依次卷繞或疊置的正極、隔膜和負(fù)極，其中，電解液為本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的電解液。鎳氫電池電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電添加劑、集電體、隔膜的配制或選擇，電池的制備方法等均屬于鎳氫電池領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，且與本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)關(guān)系不大，故再此不再贅述。實(shí)施例11.電解液配制取15g氫氧化鉀、Ig氫氧化鋰、IOg硫化鈉、40g水加入燒杯中攪拌使固體物質(zhì)完全溶解，制成鎳氫電池電解液。K0H、Li0H、Na2S的濃度分別是6. 75mol/L, 1. Omol/L, 3. 25mol/ L02.鎳氫電池正極片制作在IOOg的覆鈷球鎳(河南科隆)中，加入Ig導(dǎo)電劑氧化亞鈷(廣州興利泰)，用4g CMC(羧甲基纖維素鈉)和5g PTFE(聚四氟乙烯，選擇用作電池粘結(jié)劑的PTFE)做粘結(jié)劑， 加30g水混合，攪拌均勻后涂覆于泡沫鎳上，干燥，壓片，切片，得90mmX 42. OmmX 0. 66mm的正極片；3.鎳氫電池負(fù)極片制作在IOOg的儲(chǔ)氫合金中，加入Ig導(dǎo)電劑鎳粉(金川生產(chǎn))，用4g CMC和5g PTFE做粘結(jié)劑，加IOg水混合，攪拌均勻后涂覆于鍍鎳鋼帶上，干燥，壓片，切片，得 106mmX42. OmmX0. 35mm 的負(fù)極片。4.鎳氫電池制作將以上制得的正極片和負(fù)極片按照正極片、隔膜(電池用聚丙烯隔膜，商購)、負(fù)極片的順序依次疊放后卷繞，注入2. Iml步驟1得到的電解液，蓋帽，封口化成(化成的
0.IC充電3小時(shí))，得AA1500成品電池。對比例1按照實(shí)施例1的方法，不同之處在于未使用本發(fā)明提供的電解液(即電解液中不含有可溶性硫化物)。實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法，不同之處在于K0H、LiOH, Na2S的濃度分別是7. 25mol/L,
1.5mol/L,3. Omol/L。對比例2
按照實(shí)施例2的方法，不同之處在于電解液中不含有可溶性硫化物。實(shí)施例3按照實(shí)施例1的方法，不同之處在于K0H、LiOH, Na2S的濃度分別是6. Omol/L, 1. Omol/L,3. 25mol/L。對比例3按照實(shí)施例3的方法，不同之處在于電解液中不含有可溶性硫化物。表1實(shí)施例的電解液配方
權(quán)利要求
1.一種鎳氫電池電解液，包括堿金屬氫氧化物，所述堿金屬氫氧化物提供的氫氧根離子的濃度為5. 0 9. Omol/L，其特征在于，還包括可溶性硫化物，所述可溶性硫化物的濃度不超過5mol/L。
2.如權(quán)利要求1的鎳氫電池電解液，其特征在于，所述可溶性硫化物為硫化鈉。
3.如權(quán)利要求2的鎳氫電池電解液，其特征在于，硫化鈉的濃度為0.5 5. Omol/L。
4.如權(quán)利要求3的鎳氫電池電解液，其特征在于，硫化鈉的濃度為3.2 3. 5mol/L。
5.如權(quán)利要求4的鎳氫電池電解液，其特征在于，所述堿金屬氫氧化物包括氫氧化鉀和氫氧化鋰，且氫氧化鉀與氫氧化鋰的摩爾濃度比為6 7。
6.一種鎳氫電池，包括電池殼體、電極組和電解液，電極組和電解液密封在電池殼體內(nèi)，電極組包括依次卷繞或疊置的正極、隔膜和負(fù)極，其特征在于，所述電解液為權(quán)利要求 1 5任意一項(xiàng)所述的電解液。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳氫電池領(lǐng)域。為了解決通過增大電極活性物質(zhì)敷料量來增大鎳氫電池容量對鎳氫電池容量的提高有限，且容易造成電池短路的技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供一種鎳氫電池電解液，包括堿金屬氫氧化物，堿金屬氫氧化物提供的氫氧根離子的濃度為5.0～9.0mol/L，還包括可溶性硫化物，可溶性硫化物的濃度不超過5mol/L。使用本發(fā)明提供的電解液的鎳氫電池的IEC容量提高2％～6％，且電池未出現(xiàn)短路、漏液等安全問題。
文檔編號H01M10/26GK102376987SQ20101026026
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者謝紅波 申請人:比亞迪股份有限公司