本發(fā)明屬于電極漿料領(lǐng)域，具體是一種水性無(wú)機(jī)膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

一般而言，大多數(shù)水性體系的電池，尤其是涂膏式電極（在導(dǎo)電基體上涂覆活性物質(zhì)，并且涂覆時(shí)活性物質(zhì)以及其它組分的混合物呈現(xiàn)濕潤(rùn)的狀態(tài)，如凝膠狀、有流動(dòng)性的濕漿、半濕潤(rùn)的固體混合物等），為增加活性物質(zhì)分布的均一性，混合物的穩(wěn)定性以及可涂覆的均勻性等，通常都會(huì)添加一些增稠劑、懸浮劑、乳化劑、絮凝劑、膠體保護(hù)劑、流體改性劑、粘結(jié)劑等，為敘述方便，本文中暫時(shí)將實(shí)現(xiàn)這些功能的物質(zhì)，統(tǒng)稱為水性有機(jī)高分子膠體，常見(jiàn)的有纖維素類如CMC、HPMC、HEC、MC等，多糖類如黃原膠、阿拉伯樹(shù)膠、瓜爾膠等，高分子聚合物如聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇等，此類物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)均為含有大量羥基、羧基的高分子物質(zhì)，能與水分子形成較多的氫鍵，并依靠較高的分子量，造成明顯的范德華力影響，使得膠體粘度很高，低濃度時(shí)為較穩(wěn)定的水溶性膠體，高濃度或高溫等條件下為水凝膠。此類物質(zhì)的使用一般會(huì)存在如下問(wèn)題：用量過(guò)少則混合體系不足以抗逆重力篩分而分層，用量過(guò)多則粘度過(guò)大造成流平或者刮平困難，并且此類物質(zhì)較強(qiáng)的親水性對(duì)水性電解液的束縛造成電池諸如阻抗、倍率、平臺(tái)變差，此類大分子物質(zhì)成分的復(fù)雜性、穩(wěn)定性往往會(huì)帶來(lái)電池電壓、荷電、壽命等性能下降或一致性變差。

作為水性體系的電池，往往都面臨抑制水電解的問(wèn)題，需要加入一些析氫或析氧抑制劑，除此之外，為了改善電極諸如電壓平臺(tái)、充放電效率、循環(huán)衰減、自放電、倍率、腐蝕等性能，也需要加入形形色色的添加劑。這類添加劑通常為金屬或金屬化合物，比較常見(jiàn)的是過(guò)渡金屬元素、稀土元素的氧化物、氫氧化物或羥基氧化物。這類添加劑往往都是難溶于水或者難溶于電解液的物質(zhì)，除了制備活性物質(zhì)時(shí)就以形成固溶體或者共溶體的方式加入能相對(duì)均一以外，諸如將活性物質(zhì)、添加劑、各種助劑等機(jī)械混合方式，因?yàn)檫@些添加劑為固體粉末或小顆粒的形態(tài)，難以將添加劑均勻的分散于活性物質(zhì)中。為了實(shí)現(xiàn)添加均勻，往往采用極細(xì)粒度的添加劑，但又帶來(lái)團(tuán)聚再分散困難、極細(xì)粒度（如納米級(jí)）物質(zhì)生產(chǎn)成本高昂的問(wèn)題。另一方面，粒度較粗的添加劑往往利用率低，為確保足夠的效果，只能增大添加劑使用量，對(duì)于較昂貴的添加劑，愈發(fā)加劇了添加劑成本壓力，另一方面，這類添加劑往往都是導(dǎo)電性差的物質(zhì)，較大的粒度以及較多的添加量，將帶來(lái)電極阻抗上升的負(fù)面影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種水性無(wú)機(jī)膠，其兼具電極體系中添加的水性有機(jī)高分子膠體和金屬化合物類添加劑的雙重功效，換言之，使金屬化合物類添加劑水性無(wú)機(jī)膠化后同時(shí)具備了水性有機(jī)高分子膠體的部分功能，從而可以降低或避免水性有機(jī)高分子膠體的使用。

本發(fā)明的另一目的是提供該水性無(wú)機(jī)膠的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供該水性無(wú)機(jī)膠的應(yīng)用。

為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種水性無(wú)機(jī)膠，由是不溶性或難溶性的固相分散質(zhì)與液相分散劑形成的均一、穩(wěn)定的介于溶液和沉淀之間的固液兩相分散體系。

進(jìn)一步地，水性無(wú)機(jī)膠由不溶于水或難溶于水的金屬化合物分散于水中而形成。

這些金屬化合物在水中不會(huì)發(fā)生反應(yīng)或者能與水相對(duì)穩(wěn)定共存，作為添加劑而言，金屬元素主要是除第I、II主族外的金屬元素以及第II主族中的的Be、Mg、Ca元素，在實(shí)際水性電池中應(yīng)用的常見(jiàn)添加劑，優(yōu)選Be、Mg、Al、Ca、Ti、V、Mn、Co、Zn、Y、Zr、Nb、Pd、Ag、Cd、In、Sn、La、Ce、Sm、Er、Tm、Yb、Hg、Tl、Pb、Bi等元素的氧化物或氫氧化物，以及金屬元素Be、Mg、Al、Ca、Ti、V、Mn、Co、Zn、Y、Zr、Nb、Pd、Ag、Cd、In、Sn、La、Ce、Sm、Er、Tm、Yb、Hg、Tl、Pb、Bi等的鹵化物、硅酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、鋅酸鹽、鈷酸鹽、鐵酸鹽、含磷化合物、含硼化合物、含烷氧基化合物、含羧基化合物，以及過(guò)渡金屬元素的絡(luò)合物。

更優(yōu)選的添加劑包含Mg、Al、Ca、Ti、V、Co、Zn、Y、Zr、Cd、In、Sn、La、Ce、Er、Yb、Pb、Bi等元素的氧化物或氫氧化物；以及鎳、鈷、鐵、鈦、鋅等過(guò)渡金屬的絡(luò)合物，尤其是含有羥基或含氮的絡(luò)合物。廣義上講，含O、N、F等電負(fù)性較強(qiáng)的、容易與水分子形成氫鍵或者與水分子有較強(qiáng)的親和力的金屬化合物，并且這些化合物不溶于水或難溶于水，則就有可能制備出含有這些金屬元素的水性無(wú)機(jī)膠。

水性無(wú)機(jī)膠是指不溶性或難溶性物質(zhì)在分散劑如水中的介于溶液和沉淀之間的幾種分散狀態(tài)，如水性膠體或凝膠或穩(wěn)定懸濁液，為方便敘述，本文中將這類在水中形成的介于溶液和沉淀之間的若干連續(xù)狀態(tài)（即相鄰狀態(tài)之間無(wú)界限）統(tǒng)稱為水性無(wú)機(jī)膠。當(dāng)此類金屬化合物粒子較小且濃度較低（0.01~1wt%，優(yōu)選0.1~0.5wt%）時(shí)，可形成穩(wěn)定的具有流動(dòng)性的水性膠體（亦可稱水溶膠或類似水溶膠），當(dāng)金屬化合物粒子較小且濃度較高（0.5~20wt%，優(yōu)選1~5wt%）時(shí)，可形成無(wú)流動(dòng)性或流動(dòng)性很低的凝膠態(tài)或類似凝膠態(tài)的物質(zhì)，尤其是洗滌干凈后接近中性或?yàn)榉奖銉?chǔ)運(yùn)適當(dāng)濃縮后的成品。當(dāng)金屬化合物粒子較大時(shí)，因其與水良好的親和力以及固相微觀或介觀結(jié)構(gòu)中夾雜著大量水分子，使得粒子在熱運(yùn)動(dòng)作用下能抗逆重力篩選沉降，故即使粒子達(dá)到目視可辨的宏觀尺寸，依然能形成較為穩(wěn)定的懸濁液，此懸濁液擁有類似水性有機(jī)高分子膠體實(shí)用性功能中的增稠、懸浮、乳化、絮凝、膠體保護(hù)等作用。

本發(fā)明并不限定水性無(wú)機(jī)膠的粒徑或者粒度分布情況，這是因?yàn)樵擃愃詿o(wú)機(jī)膠的構(gòu)成上，一次顆粒為極其細(xì)小的金屬化合物微粒以及包裹著此微粒的若干水分子（可以類比為水合離子的模型），因無(wú)明確限度界定故暫無(wú)法表征其粒徑，二次顆粒為若干一次顆粒與大劑量的水分子相互吸附、團(tuán)聚、締合而成（并非傳統(tǒng)意義上的分散質(zhì)的一次顆粒團(tuán)聚形成二次顆粒），也即此二次顆粒并非單純的分散質(zhì)粒子，已然是分散質(zhì)和分散劑相混合的混合物粒子，在近似于水凝膠的狀態(tài)下，等效于此二次顆粒直接堆積，在近似于水溶膠的狀態(tài)下，等效于此二次顆粒再度細(xì)化分散于水中。換言之，一次顆粒無(wú)法定量討論，二次顆粒又非單一的分散質(zhì)粒子，討論其粒徑已無(wú)意義。另一方面，二次顆粒的激光粒度約為微米級(jí)別，超出膠體的范疇，而其一次顆粒、二次顆粒又可等效為若干簡(jiǎn)單離子與水分子締合成的超大分子，如同有機(jī)高分子膠體一般，具備膠體的性狀。本發(fā)明的粒度大小僅定性指代一次顆粒的大小，并存在強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系：一次顆粒越小，形成的水性膠體越穩(wěn)定，形成凝膠時(shí)所需的最低固含量越低，即分散程度越高；一次顆粒越大，越難以形成穩(wěn)定的水性膠體，即分散程度越低，當(dāng)出現(xiàn)如同該金屬化合物固體粉末一樣性狀的顆粒物或者沉淀物時(shí)，如氧化釔或者氫氧化釔固體的白色粉末狀態(tài)，定義為一次顆粒超出本發(fā)明討論范圍上限，不能夠形成水性無(wú)機(jī)膠。

在電極中加入高度分散狀態(tài)的金屬化合物添加劑，尤其是添加量較多時(shí)（對(duì)于大劑量添加常規(guī)的金屬氧化物固體粉末型添加劑，亦會(huì)明顯增加電極內(nèi)部接觸電阻）會(huì)少量增加電極活性物質(zhì)顆粒間接觸電阻，導(dǎo)致電極整體歐姆阻抗上升，此時(shí)可適當(dāng)添加改善接觸電阻的物質(zhì)，如石墨類、活性炭類、乙炔黑等導(dǎo)電碳粉類、鎳粉等金屬粉末類、鎳?yán)w維等導(dǎo)電纖維類、鈷的氧化物或氫氧化物等。另一方面，提升添加劑利用率，降低添加劑使用量，也一定程度上降低了活性物質(zhì)顆粒間接觸電阻。

一種制備上述的水性無(wú)機(jī)膠的方法，簡(jiǎn)記為液相生長(zhǎng)法：主要借助超聲震蕩及強(qiáng)攪拌條件，使得金屬的可溶性鹽溶液與堿性溶液（廣義上講，是能產(chǎn)生與金屬離子結(jié)合成不溶性或難溶性物質(zhì)的兩種溶解性良好的水溶液）快速反應(yīng)，抑制一次顆粒的長(zhǎng)大，使得極細(xì)的一次顆粒能與水分子充分接觸，其二次顆粒中就能包含大量水分子，使得不溶性或難溶性金屬化合物能夠與水形成相對(duì)穩(wěn)定的介于溶液和沉淀之間的穩(wěn)定分散狀態(tài)，得到金屬化合物的水性無(wú)機(jī)膠。

另一種制備上述的水性無(wú)機(jī)膠的方法，簡(jiǎn)記為固相破碎法：是將金屬的氧化物（廣義上講，可以是任意含目標(biāo)添加劑金屬離子的不溶物或難溶物）固體經(jīng)真空膨化或機(jī)械剝離后的疏松粉末與水混合，在強(qiáng)烈的超聲震蕩和攪拌條件下，或可以適當(dāng)加熱輔助，將這些固體粉末在水中進(jìn)一步剝離、細(xì)化，破碎出極細(xì)的一次顆粒并與水分子充分接觸，這樣的一次顆粒重新形成的二次顆粒中就能包含大量水分子，使得不溶性或難溶性金屬化合物能夠與水形成相對(duì)穩(wěn)定的介于溶液和沉淀之間的穩(wěn)定分散狀態(tài)，得到金屬化合物的水性無(wú)機(jī)膠。

本發(fā)明的水性無(wú)機(jī)膠添加劑主要應(yīng)用于水性電池體系，尤其是堿性電池如鎳氫、鎳鎘、鎳鋅、鋅錳（堿錳）電池，作為引申，此種水性無(wú)機(jī)膠的添加方式，亦可用于非水性體系電池，以及兩種或兩種以上的不相溶且不能同時(shí)溶于第三者的物質(zhì)的混合、摻雜、包覆等處理加工。

本發(fā)明的添加方式，不僅局限于水性體系，亦可引申到非水性體系，或者在非水性體系中的某些中間環(huán)節(jié)應(yīng)用，一些簡(jiǎn)單的引申如水性無(wú)機(jī)膠添加入非水性體系混合均勻后再除去水分，或者水性無(wú)機(jī)膠與非水性體系中用到的某些組分（常見(jiàn)的如有效成分主體）混合均勻后除去水分再進(jìn)入非水性體系。

水性無(wú)機(jī)膠可以應(yīng)用于涂膏式電極、非涂膏式電極、包覆電極活性材料、包覆儲(chǔ)氫合金等方面。

對(duì)于涂膏式電極（濕法工藝），將金屬化合物添加劑制備成水性無(wú)機(jī)膠的分散狀態(tài)，提高添加劑添加均勻性及利用率的同時(shí)，用水性無(wú)機(jī)膠代替或者部分代替水性有機(jī)高分子膠體，大幅降低整個(gè)電池體系內(nèi)僅僅是在和膏或和漿時(shí)充當(dāng)增稠劑、懸浮劑、乳化劑、絮凝劑、膠體保護(hù)劑等功效的水性有機(jī)高分子膠體，消除或弱化水性有機(jī)高分子膠體對(duì)電池性能和成本的負(fù)面影響。

對(duì)于非涂膏式電極（干法工藝），將金屬化合物添加劑制備成水性無(wú)機(jī)膠的分散狀態(tài)，與電極有效成分的主體混合均勻后，經(jīng)干燥、固化再制備電極，亦可在真空或惰性氣體氛圍下進(jìn)行高溫灼燒，使得金屬氫氧化物轉(zhuǎn)化為金屬氧化物；經(jīng)灼燒后的包含金屬氧化物的有效成分主體亦可用于涂膏式電極（濕法工藝），只是經(jīng)過(guò)干燥或灼燒后的金屬氧化物或氫氧化物不再具備增稠、懸浮等功效，但是有效成分的主體經(jīng)過(guò)此處理后，表面狀態(tài)發(fā)生變化，親水性或和膏需求的水量會(huì)發(fā)生變化，有效成分主體的表面透過(guò)性也發(fā)生變化，帶來(lái)諸如倍率和容量方面的損失但提升諸如循環(huán)壽命、荷電、耐腐蝕等電化學(xué)性能。

另一方面，無(wú)論是涂膏式或非涂膏式電極，在制作成片狀或帶狀電極后，可用此種水性無(wú)機(jī)膠涂覆于電極表面，其良好的可涂覆性，直接使用也可達(dá)到均勻涂覆效果，特殊情況下，如果涂覆效果不理想，可加入少量的水性有機(jī)高分子膠體如HPMC、CMC等改善流動(dòng)性、粘附能力等，增強(qiáng)可涂覆性，也可與正負(fù)極粘結(jié)劑諸如PTFE、SBR乳液混合均一后再涂覆，增強(qiáng)粘附性及抗逆活性物質(zhì)脫落等。其使用量可比傳統(tǒng)固體顆粒形態(tài)下使用水性有機(jī)高分子膠體使用量低一到二個(gè)數(shù)量級(jí)。

對(duì)于大多數(shù)金屬化合物類添加劑，特別是過(guò)渡金屬元素和稀土元素類的傳統(tǒng)添加劑，往往使用的是其氧化物的粉末，而這些添加劑的有效元素都是金屬陽(yáng)離子，在陰離子不造成明顯的負(fù)面影響或者特殊的正面作用時(shí)，添加劑功效主要取決于金屬陽(yáng)離子，比如同種金屬元素的同價(jià)態(tài)、溶解度相當(dāng)、所含金屬元素物質(zhì)的量相當(dāng)?shù)难趸锖蜌溲趸镏g大約等效。這類金屬的氫氧化物，在相對(duì)溫和的加熱條件比如幾百攝氏度條件下也能夠脫水轉(zhuǎn)化為同價(jià)態(tài)的氧化物。

由于這些金屬化合物同時(shí)具備金屬陽(yáng)離子吸附水分子（等效于水合離子或偶極子）、電負(fù)性較大的氧原子或氫氧根等與水分子親和這兩個(gè)特性，當(dāng)這些金屬化合物在水中呈現(xiàn)高度分散的狀態(tài)時(shí)，極細(xì)小的固相微粒與水分子充分接觸，大量水分子包裹固相微粒形成的一次顆粒能良好的分散于水中并抑制固相微粒直接團(tuán)聚，形成穩(wěn)定的水性無(wú)機(jī)膠。這類水性無(wú)機(jī)膠，通常具備類似增稠劑、懸浮劑、乳化劑、絮凝劑等水性有機(jī)高分子膠體的功效，且耐堿耐鹽耐熱，粘度低，吸水性或者對(duì)水分子的束縛也遠(yuǎn)低于后者。因此，這類水性無(wú)機(jī)膠有望同時(shí)身兼水性有機(jī)高分子膠體和金屬化合物類添加劑的雙重功效，從而有效解決這二者同時(shí)使用時(shí)存在的弊端。

基于以上考慮，本發(fā)明以金屬化合物（主要是氧化物或氫氧化物）制備水性無(wú)機(jī)膠添加劑，取代傳統(tǒng)的金屬化合物粉末添加劑，具有以下有益效果：

兼具水性有機(jī)高分子膠體和金屬化合物類添加劑的雙重功效：首先是從元素上講，水性無(wú)機(jī)膠中的金屬元素等效于目標(biāo)添加劑對(duì)電極性能影響的功效（目標(biāo)添加劑和此水性無(wú)機(jī)膠中的金屬元素為同一種元素），其次是從與水形成的混合物性狀上講，具備水性有機(jī)高分子膠體的增稠、懸浮、乳化、絮凝、膠體保護(hù)等功效。

本發(fā)明借助不溶物或難溶物在分散劑如水中的介于溶液和沉淀（固體顆粒）之間的分散狀態(tài)，使得不溶物或難溶物能達(dá)到盡可能接近溶液添加方式下的均勻程度，或者說(shuō)能到達(dá)非常高的分散程度，能有效解決添加劑與有效成分主體混合的均一性，尤其是傳統(tǒng)的固體粉末類添加劑添加方式無(wú)法解決的局部小尺寸下的均一性，提升添加劑利用率。同一種成分或主要功能離子相同的添加劑，一般可以定性表述為：添加劑效果=添加劑用量×添加劑利用率×添加劑分布相關(guān)因子，因此在達(dá)到相同的添加劑效果時(shí)，添加劑用量越小，可以等效為添加劑利用率越高，添加劑在電極中尤其是局部小尺寸下的分布越均一，添加劑顆粒越小，顆粒內(nèi)部越疏松，顆粒間團(tuán)聚越不明顯，即添加劑分散程度越高。電極有效成分的主體，一般而言是指實(shí)現(xiàn)電極電化學(xué)功能的主要電極組分，從含量上講占電極總量的絕大部分質(zhì)量，所述的金屬化合物添加劑，也正是為了改善有效成分主體的電化學(xué)性能，因此，一般采用此水性無(wú)機(jī)膠與電極有效成分的主體混合均勻，以求添加劑功效最大化，但不排除某些電極組分先與水性無(wú)機(jī)膠混合均勻，再以此均一的混合物與電極有效成分的主體及其它電極組分混合的方式更利于添加劑的分散均勻及功效發(fā)揮。

同傳統(tǒng)的固體顆?；蚍勰┨砑觿┫啾龋朔N水性無(wú)機(jī)膠狀態(tài)下具有良好的涂覆性，即可在目標(biāo)表面涂覆成預(yù)定狀態(tài)的可操作性強(qiáng)。

此種水性無(wú)機(jī)膠在干燥失水后，尤其是涂覆于目標(biāo)顆粒表面以后再干燥，雖然宏觀上依然表現(xiàn)為較大的固體二次顆粒，但對(duì)于目標(biāo)表面而言，達(dá)到了大面積的均勻分布的實(shí)際效果，且此干燥失水后形成的疏松、多孔的固體二次顆粒，堆積密度必然小于傳統(tǒng)途徑制備的致密的固體金屬化合物添加劑粉末，這也等效于增加了添加劑的比表面積，有利于均勻分布和添加劑利用率的提升。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1近似于水溶膠的氫氧化釔水性膠；

圖2是實(shí)施例1近似于水凝膠的氫氧化釔水性膠；

圖3是實(shí)施例1近似于水凝膠的氫氧化釔水性膠的激光粒度分布；

圖4是實(shí)施例1氫氧化釔水性膠體包覆合金顆粒并充分干燥后的SEM圖；

圖5是實(shí)施例6的容量衰減曲線（涂膏式負(fù)極）；

圖6是實(shí)施例6的放電中值電壓MPV衰減曲線；

圖7是實(shí)施例6的放電曲線；

圖8是實(shí)施例6的電壓分布散點(diǎn)對(duì)比圖；

圖9是實(shí)施例6的電壓內(nèi)阻分布散點(diǎn)對(duì)比圖；

圖10是實(shí)施例6的荷電保持率分布散點(diǎn)對(duì)比圖；

圖11是實(shí)施例6的容量衰減曲線（涂膏式正極）；

圖12是實(shí)施例7的容量衰減曲線；

圖13是實(shí)施例7的放電中值電壓MPV衰減曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

含釔的水性膠及其制備方法

1、制備步驟：將A L含Y³⁺濃度為a mol/L的含釔的可溶性鹽（如硫酸釔、硝酸釔、氯化釔、溴化釔等）與B L含OH^-濃度為b mol/L的稀堿（如氫氧化鈉、氫氧化鉀）或等效的弱堿（如氨水、磷酸鹽、碳酸鹽、硼砂、硅酸鹽等），采用二液并加的方式，勻速加入處于超聲震蕩及強(qiáng)攪拌條件下的反應(yīng)容器中，待兩種反應(yīng)液加入完畢后，繼續(xù)超聲震蕩H小時(shí)，即可得到Y(jié)（OH）₃的質(zhì)量濃度為m的穩(wěn)定的水性膠。

2、條件控制：

（1）A和B的取值，取決于所需制備的水性膠中所含Y的物質(zhì)的量，理論上B=3A，為方便計(jì)算（以其中一個(gè)組分反應(yīng)完全為基準(zhǔn)），優(yōu)選其中一個(gè)稍微過(guò)量，過(guò)量程度優(yōu)選0.1~10%，更優(yōu)選1~5%，如B=3.1A；

（2）a和b取值越低，越有利于制備粒度極小的水性膠，所得水性膠也越均勻且穩(wěn)定，通常保持b=3a的取值，并使得二者以相等的速度勻速加入反應(yīng)容器中，當(dāng)然也可以是其它濃度和加入速度條件下，使得相同時(shí)間dt內(nèi)加入的物質(zhì)的量dA和dB約為dB=3dA即可；一般而言，a取值優(yōu)選0.001~10；更優(yōu)選0.01~1，更優(yōu)選0.05~0.5；

（3）超聲震蕩和攪拌的強(qiáng)度，理論上講強(qiáng)度越強(qiáng)，越有利于Y（OH）₃的粒子分散、細(xì)化，控制下限受A、B、a、b取值的影響，此四個(gè)參數(shù)取值越大，需要超聲和攪拌強(qiáng)度越強(qiáng)，并都以不產(chǎn)生沉淀為下限；

（4）繼續(xù)超聲H小時(shí)，目的是讓新生成的Y（OH）₃粒子在超聲震蕩條件下充分分散并使細(xì)小的粒子老化，避免反應(yīng)結(jié)束后團(tuán)聚沉淀，H取值可為數(shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)，優(yōu)選0.5~10h；

（5）質(zhì)量濃度為m的水性膠，通常m取值為0.1~1%（粒子分散程度越高，此值越小）以上即為凝膠態(tài)，失去流動(dòng)性，故在制備時(shí)，反應(yīng)容器中任意時(shí)刻的濃度dm越小越有利于分散，優(yōu)選m值0.01~1%，更優(yōu)選0.1~0.5%；

（5）為了控制m取值，在濃度a和b的取值上需要注意，一種做法是a₁ mol/L的含釔溶液完全轉(zhuǎn)化為Y（OH）₃后，此Y（OH）₃的濃度恰好是含釔溶液和堿性溶液總量的m，另一種做法是，取a₂＞a₁，一般a₂＜100a₁（對(duì)應(yīng)的b₂濃度相應(yīng)調(diào)整），并將形成m濃度的膠所需的額外的水單獨(dú)添加入反應(yīng)容器中，再在超聲震蕩和攪拌條件下，優(yōu)選二液并加，并使得加入點(diǎn)位于反應(yīng)容器內(nèi)盡量遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)，額外的，為了抑制生成的Y（OH）₃粒子長(zhǎng)大和團(tuán)聚，可以將兩種反應(yīng)液呈霧狀噴灑入反應(yīng)器，在單獨(dú)加入的水的緩沖及強(qiáng)攪拌條件下，迅速分散成稀薄的溶液進(jìn)行反應(yīng)，亦可簡(jiǎn)化為A液加入B液中，或B液加入A液中，并優(yōu)選仍采用噴灑加入的方式，同時(shí)輔以超聲震蕩和攪拌強(qiáng)度的調(diào)整；

3、后處理：

（1）洗滌：通常，過(guò)量的反應(yīng)物或者A液中的陰離子以及B液中的陽(yáng)離子并不被希望出現(xiàn)在目標(biāo)產(chǎn)物水性膠中，或者希望控制此類雜質(zhì)盡量低，故需要對(duì)制取好的水性膠（此時(shí)更應(yīng)該是低濃度的水溶膠）進(jìn)行洗滌，一種洗滌方式是，將新制的水性膠用普通濾紙進(jìn)行簡(jiǎn)單過(guò)濾（不建議進(jìn)行抽濾或者壓濾，尤其不建議較大的氣壓下進(jìn)行），隨著含水量降低，此水性膠逐漸呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)，而后含水量不再明顯下降，此時(shí)從過(guò)濾器上層分次、少量、多次反復(fù)添加純水并過(guò)濾，以此方式逐步去除凝膠中含雜質(zhì)的水。

另一種洗滌方式是，將簡(jiǎn)單過(guò)濾后呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)的物質(zhì)，置于純水中，利用雜質(zhì)粒子的熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散（即滲析）不斷稀釋凝膠中的雜質(zhì)粒子濃度，在不破壞凝膠態(tài)的前提下，可進(jìn)行適當(dāng)加熱并對(duì)凝膠周圍的純水進(jìn)行緩慢流動(dòng)更新以加速滲析；這兩種洗滌方式都不會(huì)對(duì)凝膠造成不可恢復(fù)的破壞，洗滌干凈后加水普通攪拌即可恢復(fù)水溶膠或接近水溶膠的高度分散狀態(tài)。

（2）濃縮與使用前處理：新制的高度分散狀態(tài)的水性膠或者洗滌干凈后呈凝膠態(tài)的水性膠因?yàn)楹窟^(guò)高（一般都能超過(guò)98%）不利于儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)?，可?duì)水性膠進(jìn)行濃縮，一種方式是減壓加熱蒸發(fā)，加熱溫度不宜過(guò)高，以免造成不可恢復(fù)的聚沉，優(yōu)選20~120℃，更優(yōu)選60~90℃；濃縮后的凝膠含水量不宜過(guò)低，優(yōu)選不低于50%，更優(yōu)選不低于80%；使用濃縮凝膠前，需要重新分散，一般情況下只需加水進(jìn)行簡(jiǎn)單攪拌即可恢復(fù)高度分散狀態(tài)，如果濃縮程度過(guò)高或者洗滌、濃縮等過(guò)程中造成輕微破壞的，可輔以超聲震蕩再次分散，一般而言，只要不出現(xiàn)粉末或沉底，都能夠再度恢復(fù)高度分散的狀態(tài)。

圖1是用以上方法制得的固含量約0.2wt%的氫氧化釔的可流動(dòng)的半透明分散液，其近似于水溶膠；該分散液經(jīng)洗滌、濃縮后得到固含量約1.5%的氫氧化釔的無(wú)流動(dòng)性的半透明凝固態(tài)，近似于水凝膠，如圖2所示，在該狀態(tài)下，氫氧化釔與水分子締合成二次顆粒，激光粒度分布如圖3所示，圖4是氫氧化釔水性膠體包覆合金顆粒并充分干燥后的SEM圖，電鏡圖中的文字除了表示放大倍數(shù)、長(zhǎng)度等必要信息外，沒(méi)有其他含義。

實(shí)施例2

利用氫氧化釔水性膠制作涂膏式鎳電極

1、背景介紹：以氫氧化亞鎳和羥基氧化鎳在堿性條件下的可逆轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電極電化學(xué)功能的鎳電極是電化學(xué)領(lǐng)域一個(gè)應(yīng)用廣泛的經(jīng)典電極，例如鎳氫、鎳鎘、鎳鋅電池中都采用鎳電極作為電池正極使用。一種常見(jiàn)的鎳電極制作方法是，將氫氧化亞鎳、鈷的低價(jià)氧化物或氫氧化物（或覆鈷型氫氧化亞鎳）、添加劑（如氧化釔、氧化鐿、氧化鎂等）、水性有機(jī)高分子膠（如CMC、HPMC、HEC、黃原膠等）等加水混合成濕漿或濕膏，填充入多孔泡沫鎳基體中，然后干燥、壓制成鎳電極。根據(jù)上漿或者涂膏方式的不同，有的希望濕漿流動(dòng)性好以便更容易在相應(yīng)設(shè)備容器中流動(dòng)，更容易流入多孔泡沫鎳內(nèi)層孔隙間，確保填充順暢、均勻，有的則希望使用凝膠狀低粘度的濕膏擠壓進(jìn)泡沫鎳孔隙中。

2、制作步驟：對(duì)于金屬化合物型添加劑為氧化釔的鎳電極，一種利用氫氧化釔（如添加劑為氧化鐿，則對(duì)應(yīng)于氫氧化鐿，其它類推）水性膠的涂膏式鎳電極的制作方法為，將既定配比量的氫氧化亞鎳、鈷的低價(jià)氧化物或氫氧化物（或覆鈷型氫氧化亞鎳）、氫氧化釔水性膠、水等物質(zhì)攪拌混合（優(yōu)選在與水先行混合稀釋后的氫氧化釔水性膠中加其它組分混合，或者加水濕潤(rùn)后的氫氧化亞鎳等物質(zhì)再加入氫氧化釔水性膠，避免直接將氫氧化亞鎳等干粉直接加入氫氧化釔水性膠尤其是濃縮程度高的氫氧化釔水性膠），如果目標(biāo)混合物為濕膏狀，則一般無(wú)需再添加水性有機(jī)高分子膠類物質(zhì)，如果目標(biāo)混合物為流動(dòng)性較好的濕漿，則需要加入少量水性有機(jī)高分子膠類物質(zhì)增加粘度。得到的濕漿或濕膏，填充、壓制等步驟與常見(jiàn)生產(chǎn)方式相同，無(wú)特別注意事項(xiàng)；對(duì)于干燥步驟，一種優(yōu)選做法是，降低干燥程度，不至于使得氫氧化釔水性膠中的水分完全散失轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水的固體粉末，另一種優(yōu)選做法是，提高烘干溫度，使得氫氧化釔部分或全部轉(zhuǎn)化為氧化釔。

3、條件控制：

（1）氫氧化釔水性膠的使用量，折合干物質(zhì)含量占總混合物干物質(zhì)含量的百分比，優(yōu)選0.1~5%，更優(yōu)選0.2~1%（通常，此值可比常規(guī)固體粉末添加劑的添加量低，比如為后者的一半左右即可實(shí)現(xiàn)等效的添加劑功效）；如果需加入水性有機(jī)高分子膠類物質(zhì)，添加量一般可縮減至原添加量（不使用氫氧化釔水性膠而是添加氧化釔固體時(shí)所需添加量）的三分之一左右，比如CMC使用量為0.1~0.2%的場(chǎng)合，利用氫氧化釔水性膠后，CMC使用量可降低至0.05%甚至更低；

（2）對(duì)于和漿或和膏所需的總水量，濕漿型一般控制在15~25%，濕膏型一般控制在15~20%，并相對(duì)于使用氧化釔固體和水性有機(jī)高分子膠的方式下，總水量可適當(dāng)下調(diào)；

（3）對(duì)于降低干燥程度的干燥方式，電極含水量?jī)?yōu)選1~10%，更優(yōu)選3~8%；

（4）對(duì)于需要轉(zhuǎn)化為氧化物的干燥方式，干燥溫度略高于轉(zhuǎn)化溫度即可，如使用氫氧化釔時(shí)干燥溫度可定為170~200℃，此時(shí)優(yōu)選覆鈷型氫氧化亞鎳。

實(shí)施例3

利用氫氧化釔水性膠制作涂膏式氫電極

1、背景介紹：氫電極如鎳氫電池所用負(fù)極以儲(chǔ)氫合金粉為主，對(duì)于涂膏式氫電極，因儲(chǔ)氫合金密度約7g/mL，遠(yuǎn)高于水的密度，故為了抗逆重力篩選沉降，增稠劑、懸浮劑使用量高，對(duì)電極性能諸如倍率、自放電等負(fù)面影響較明顯；另一方面，鎳氫電池負(fù)極使用的粘結(jié)劑SBR粘度較大，粘結(jié)性較強(qiáng)，結(jié)合水性有機(jī)高分子膠用量大，為控制濕膏粘度，此類水性有機(jī)高分子膠以低粘度低濃度凝膠如PAAS為主，從這個(gè)角度出發(fā)，氫氧化釔水性膠能完美的契合此增稠、懸浮的需求。

2、制作步驟：對(duì)于金屬化合物型添加劑為氧化釔的氫電極，一種利用氫氧化釔（如添加劑為氧化鐿，則對(duì)應(yīng)于氫氧化鐿，其它類推）水性膠的涂膏式氫電極的制作方法為，將既定配比量的儲(chǔ)氫合金粉、氫氧化釔水性膠、水等物質(zhì)攪拌混合（優(yōu)選在與水先行混合稀釋后的氫氧化釔水性膠中加其它組分混合，或者加水濕潤(rùn)后的儲(chǔ)氫合金粉等物質(zhì)再加入氫氧化釔水性膠，避免直接將儲(chǔ)氫合金等干粉直接加入氫氧化釔水性膠尤其是濃縮程度高的氫氧化釔水性膠），如果目標(biāo)混合物為濕膏狀，則一般無(wú)需再添加水性有機(jī)高分子膠類物質(zhì)，如果目標(biāo)混合物為流動(dòng)性較好的濕漿，則需要加入少量水性有機(jī)高分子膠類物質(zhì)增加粘度。得到的濕漿或濕膏，填充、壓制等步驟與常見(jiàn)生產(chǎn)方式相同，無(wú)特別注意事項(xiàng)；對(duì)于干燥步驟，一種優(yōu)選做法是，降低干燥程度，不至于使得氫氧化釔水性膠中的水分完全散失轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水的固體粉末，另一種優(yōu)選做法是，提高烘干溫度，使得氫氧化釔部分或全部轉(zhuǎn)化為氧化釔。

3、條件控制：

（1）氫氧化釔水性膠的使用量，折合干物質(zhì)含量占總混合物干物質(zhì)含量的百分比，優(yōu)選0.2~5%，更優(yōu)選0.5~3%（通常，此值可比常規(guī)固體粉末添加劑的添加量低，比如為后者的一半左右即可實(shí)現(xiàn)等效的添加劑功效）；如果需加入水性有機(jī)高分子膠類物質(zhì)，添加量一般可縮減至原添加量（不使用氫氧化釔水性膠而是添加氧化釔固體時(shí)所需添加量）的三分一左右，比如CMC使用量為0.1~0.2%的場(chǎng)合，利用氫氧化釔水性膠后，CMC使用量可降低至0.05%甚至更低；對(duì)于SBR使用量較高如超過(guò)0.5%甚至1.5%的，甚至可以完全不加水性有機(jī)高分子膠，僅僅依靠SBR搭配氫氧化釔水性膠即足以抗逆儲(chǔ)氫合金粉重力沉降并提供足夠粘度粘附于集流體如發(fā)泡鎳或鍍鎳鋼帶上；對(duì)于使用了諸如PAAS類凝膠態(tài)增稠的物質(zhì)，則可完全不再加此類物質(zhì)，調(diào)整氫氧化釔水性膠的用量即可實(shí)現(xiàn)相同或相近功效；

（2）對(duì)于和漿或和膏所需的總水量，濕漿型一般控制在15~25%，濕膏型一般控制在10~20%，并相對(duì)于使用氧化釔固體和水性有機(jī)高分子膠的方式下，總水量可適當(dāng)下調(diào)；

（3）對(duì)于降低干燥程度的干燥方式，電極含水量?jī)?yōu)選1~10%，更優(yōu)選3~8%；

（4）對(duì)于需要轉(zhuǎn)化為氧化物的干燥方式，干燥溫度略高于轉(zhuǎn)化溫度即可，如使用氫氧化釔時(shí)干燥溫度可定為170~200℃，此時(shí)優(yōu)選真空干燥或者有惰性氣體保護(hù)氛圍或者耐氧化型儲(chǔ)氫合金。

實(shí)施例4

利用氫氧化釔水性膠包覆氫氧化亞鎳

1、背景介紹：氫氧化亞鎳是鎳電極常用的主要有效組分，為改善單一的氫氧化亞鎳的電化學(xué)性能，通常需要用Co、Zn、Y、Mg、Al、Yb、Er等進(jìn)行摻雜或包覆或機(jī)械混合使用，當(dāng)并不希望添加組分與氫氧化亞鎳完全均一化互溶時(shí)，常規(guī)的Ni、Co、Zn類共沉積方式失效，轉(zhuǎn)而采用對(duì)含氫氧化亞鎳的顆粒表面包覆一層目標(biāo)組分的方式，為了包覆不溶于水或者難溶于水的物質(zhì)，或者不希望作為中間產(chǎn)物的雜質(zhì)進(jìn)入氫氧化亞鎳或難以洗滌干凈，此時(shí)需要借助水性膠的添加方式才能包覆均勻。

2、制作步驟：先制備高度分散的氫氧化釔水性膠，再加入含氫氧化亞鎳的粒子如球形氫氧化亞鎳或簡(jiǎn)稱球鎳，經(jīng)充分混合均勻、濃縮脫水、干燥、固化后，可在球鎳表面形成一層均勻的氫氧化釔包覆層，如需使包覆層轉(zhuǎn)化為氧化釔，則在固化后繼續(xù)升溫灼燒即可。

3、條件控制：

（1）氫氧化釔水性膠的使用量，折合干物質(zhì)含量占球鎳量的百分比，優(yōu)選0.1~5%，更優(yōu)選0.2~1%；

（2）氫氧化釔水性膠與球鎳的混合物，優(yōu)選為凝膠狀或者半濕潤(rùn)狀態(tài)，避免高含水量下脫水、干燥時(shí)混合物均勻性下降，此時(shí)混合物的含水量?jī)?yōu)選低于15%，更優(yōu)選10~15%；

（3）干燥、固化的條件，優(yōu)選50~100℃加熱，并可輔以減壓干燥，使水性膠緩慢失水收縮成無(wú)水或較低含水量的氫氧化釔固體層穩(wěn)固的包覆于球鎳表面，氫氧化釔水性膠中粒子尺寸較大或快速加強(qiáng)熱干燥條件，都容易使得氫氧化釔層粉碎、剝離；

（4）對(duì)于需要轉(zhuǎn)化為氧化物，灼燒溫度略高于轉(zhuǎn)化溫度即可，如使用氫氧化釔時(shí)干燥溫度可定為170~200℃，并可輔以真空或者惰性氣體保護(hù)氛圍，以避免球鎳中的鈷的低價(jià)氧化物被氧氣氧化而失效。

實(shí)施例5

利用氫氧化釔水性膠包覆儲(chǔ)氫合金粉

1、背景介紹：儲(chǔ)氫合金粉容易在酸、堿、鹽溶液中腐蝕破壞，故大多數(shù)添加劑均采用常規(guī)機(jī)械混合的方式添加，但對(duì)于此多種物體粉末或顆粒物質(zhì)混合時(shí)，不單難以混合均勻，添加劑顆粒較大，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌混合條件下，合金顆粒間相互摩擦，造成大量的合金碎屑，這些碎屑尺寸很小，表面積大，使得合金更容易氧化和腐蝕，同時(shí)對(duì)于電池體系而言，這些細(xì)小的碎屑更容易透過(guò)隔離膜，使得電池微短路。故可借助金屬化合物水性膠對(duì)合金顆粒進(jìn)行包覆處理。

2、制作步驟：先制備高度分散的氫氧化釔水性膠，再加入儲(chǔ)氫合金粉，經(jīng)充分混合均勻、濃縮脫水、干燥、固化后，可在儲(chǔ)氫合金粉表面形成一層均勻的氫氧化釔包覆層，如需使包覆層轉(zhuǎn)化為氧化釔，則在固化后繼續(xù)升溫灼燒即可。

3、條件控制：

（1）氫氧化釔水性膠的使用量，折合干物質(zhì)含量占球鎳量的百分比，優(yōu)選0.2~5%，更優(yōu)選0.5~3%；

（2）氫氧化釔水性膠與合金的混合物，優(yōu)選為凝膠狀或者半濕潤(rùn)狀態(tài)，避免高含水量下脫水、干燥時(shí)混合物均勻性下降，同時(shí)確保無(wú)需高強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間攪拌混合即可使得二者混合均勻，此時(shí)混合物的含水量?jī)?yōu)選低于15%，更優(yōu)選10%-15%；

（3）干燥、固化的條件，優(yōu)選50~100℃加熱，并可輔以減壓、真空、惰性氣體保護(hù)氛圍干燥，使水性膠緩慢失水收縮成無(wú)水或較低含水量的氫氧化釔固體層穩(wěn)固的包覆于儲(chǔ)氫合金顆粒表面，氫氧化釔水性膠中粒子尺寸較大或快速加強(qiáng)熱干燥條件，都容易使得氫氧化釔層粉碎、剝離；

（4）對(duì)于需要轉(zhuǎn)化為氧化物，灼燒溫度略高于轉(zhuǎn)化溫度即可，如使用氫氧化釔時(shí)干燥溫度可定為170~200℃，并可輔以真空或者惰性氣體保護(hù)氛圍，以避免合金氧化嚴(yán)重。

實(shí)施例6

涂膏式電極減少水性有機(jī)高分子膠體使用后的性能對(duì)比

對(duì)于電極尤其是涂膏式電極，添加水性有機(jī)高分子膠體，僅僅是為了改善涂膏的效果，而不具備對(duì)電極電化學(xué)性能的正向影響，并且因?yàn)榇祟愑袡C(jī)物對(duì)電池體系里水分、陽(yáng)離子的影響，以及自身在電池體系里的穩(wěn)定性問(wèn)題，造成對(duì)電池性能尤其是倍率、循環(huán)壽命、荷電、內(nèi)阻攀升、電壓離散等方面的負(fù)面影響，因此，水性有機(jī)高分子膠體本身是工藝實(shí)現(xiàn)上不得已而使用的一類物質(zhì)，應(yīng)盡可能少用。本發(fā)明的有益效果之一就是減少水性有機(jī)高分子膠體的用量。

對(duì)照組電池使用傳統(tǒng)水性有機(jī)高分子膠體的涂膏式負(fù)極，實(shí)驗(yàn)組電池使用添加了氫氧化釔水性膠的涂膏式負(fù)極，實(shí)驗(yàn)組將實(shí)現(xiàn)增稠功能的水性有機(jī)高分子膠體PAAS（聚丙烯酸鈉）完全除去，輔助實(shí)現(xiàn)增稠并提供一定黏結(jié)合金粉顆粒功能的HPMC部分保留，相當(dāng)于大幅降低負(fù)極體系中水性有機(jī)高分子膠體這一類物質(zhì)的總用量，本實(shí)驗(yàn)中降低幅度約為40%。

圖5是1C倍率下循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程中的容量衰減曲線，圖6是1C倍率下循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程中的放電中值電壓MPV衰減曲線，可以看出，HPMC+PAAS總使用量減少后，這二者的衰減速度都明顯減緩，幅度約分別約80%和70%，且MPV衰減曲線中顯示，實(shí)驗(yàn)組的MPV總是明顯高于對(duì)照組，且隨著循環(huán)測(cè)試的進(jìn)行，優(yōu)勢(shì)幅度加大，最高差值約30mV。綜合此兩方面，實(shí)驗(yàn)組衰減速度明顯緩慢，可以反映出實(shí)驗(yàn)組的循環(huán)壽命性能明顯優(yōu)于對(duì)照組，優(yōu)勢(shì)幅度約20%。

圖7是1C倍率下的放電曲線對(duì)比，圖中顯示，主要放電時(shí)間內(nèi)，即約6min到54min，折算為帶電量區(qū)間為90%到10%內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組放電電壓始終高于對(duì)照組，放電中值電壓MPV差值高達(dá)約15mV，結(jié)合圖6的循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程MPV衰減曲線，該放電電壓優(yōu)勢(shì)逐步從初始的約15mV擴(kuò)大到最大約30mV。此放電電壓或者稱為平臺(tái)性能的指標(biāo)，作為電池倍率性能的一個(gè)重要度量指標(biāo)，可以反映出實(shí)驗(yàn)組倍率性能明顯優(yōu)于對(duì)照組。

圖8為60℃條件下儲(chǔ)存不同時(shí)間時(shí)的電壓分布散點(diǎn)對(duì)比圖，圖9為60℃條件下儲(chǔ)存不同時(shí)間時(shí)的電壓內(nèi)阻分布散點(diǎn)對(duì)比圖，圖10為60℃條件下儲(chǔ)存30天時(shí)的荷電保持率分布散點(diǎn)對(duì)比圖。在貧液型鎳氫電池體系里，水性有機(jī)高分子膠體會(huì)束縛較多的水分，造成電池有效電解液減少，內(nèi)阻攀升，同時(shí)高溫強(qiáng)堿性條件下，該類物質(zhì)穩(wěn)定性有限，造成鎳氫電池電壓及荷電保持率的惡化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組的電壓、內(nèi)阻、荷電保存率的均值和離散程度均明顯優(yōu)于對(duì)照組。

關(guān)于實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組高溫儲(chǔ)存測(cè)試時(shí)測(cè)試樣本數(shù)量不一致的問(wèn)題，僅僅是實(shí)驗(yàn)制作時(shí)做成的電池?cái)?shù)量不一樣，并不代表減量實(shí)驗(yàn)組被挑選過(guò)。此組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中水性有機(jī)高分子膠體選用了懸浮、增稠能力極強(qiáng)同時(shí)又極度束縛水分的PAAS，換用其它種類的增稠劑如CMC、PVA、HEC等時(shí)，添加量及對(duì)比度不一。

對(duì)于鎳氫電池涂膏式正極，減少水性有機(jī)高分子膠體的使用量后，1C倍率下循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程中的容量衰減曲線為圖11，實(shí)驗(yàn)組的循環(huán)壽命性能優(yōu)勢(shì)類似于負(fù)極體系，本實(shí)驗(yàn)中優(yōu)勢(shì)幅度約15%。

實(shí)施例7

關(guān)于添加劑利用率、用量范疇的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)背景：在鎳氫電池正極中，添加某種金屬氧化物添加劑，改善正極充放電過(guò)程電化學(xué)性能，從而對(duì)循環(huán)壽命性能產(chǎn)生有益的影響，同時(shí)此添加劑不導(dǎo)電，添加量過(guò)多會(huì)對(duì)正極阻抗造成負(fù)面影響。本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組電池添加氧化釔，將氧化釔按液相法制作成氫氧化釔水性無(wú)機(jī)膠，實(shí)驗(yàn)組電池按照等量和減半兩種添加量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖12是1C倍率下循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程中的容量衰減曲線，圖13是1C倍率下循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程中的放電中值電壓MPV衰減曲線。改善分散效果后，循環(huán)壽命測(cè)試過(guò)程尤是中后期，容量衰減明顯減緩，MPV也有相同趨勢(shì)，同時(shí)因用量減半削弱了添加劑的負(fù)面影響（此處主要是阻抗范疇，MPV可作為一個(gè)表征參數(shù)），使得用量減半的實(shí)驗(yàn)組的MPV始終高于正常用量的實(shí)驗(yàn)組。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以解讀為，水性無(wú)機(jī)膠添加劑分散均一性和利用率優(yōu)于傳統(tǒng)的固體粉末添加劑，且水性無(wú)機(jī)膠添加方式下降低添加劑用量對(duì)電池循環(huán)壽命性能更加有利。其它方面性能均無(wú)明顯差異，不再逐一列舉。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。