[发明专利]一种镍－金属氢化物蓄电池镍正极的制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种电池正极的制备方法，具体地说，本发明是关于一种镍-金属氢化物蓄电池镍正极的制备方法。

背景技术

镍-金属氢化物蓄电池的镍正极根据制作方式的不同，一般可分为烧结式和糊料式两种，糊料式镍正极由于制作简便、活物质充填密度高而被广泛采用。为了得到高容量密度糊料式镍正极，一般采用球状氢氧化镍作为正极活性物质，并与粘结剂和去离子水制成糊状物充填在发泡金属基体上，经干燥、压制而成。

为了保证球状氢氧化镍与集电体以及氢氧化镍颗粒之间充分的电接触，一般在调制镍正极浆料时加入金属钴、一氧化钴和氢氧化钴等钴化合物作为正极导电剂以提高氢氧化镍的利用率。所述金属钴及钴化合物可以在碱性电解液中溶解与碱性电解液中的OH^-反应，形成水溶性钴络离子HCoO₂^-，并在碱性电解液中扩散，使电池在充电时首先被氧化成导电性的羟基氧化钴(CoOOH)在球状氢氧化镍颗粒之间以及球状氢氧化镍与集电体之间析出，形成钴导电网络，从而提高正极活性物质氢氧化镍的利用率。

但是，钴氧化物粉末的凝集性强，平均颗粒直径为1-2微米的原级颗粒(又称为一次颗粒)很容易相互聚集，可形成平均颗粒直径为0.1-0.5毫米左右的二次颗粒或三次颗粒。一般而言，许多原级颗粒靠着分子间的化学力使颗粒表面相连而堆积起来，形成聚集体颗粒，这样的聚集体颗粒相对于原级颗粒来说是第二次形成的颗粒，故又称为二次颗粒。二次颗粒中的各原级颗粒之间有很强的结合力，相互结合非常牢固，而且二次颗粒的粒径也很小，一般方法难于将其分解为原级颗粒。二次颗粒、原级颗粒或两者的混合物还可通过较弱的附着力结合在一起，形成更大的凝聚体颗粒，又称三次颗粒。因此在将金属钴和上述钴氧化物与球状氢氧化镍混合时，钴氧化物的分散性差，因而由钴氧化物形成的羟基氧化钴(CoOOH)导电网络不完整，从而正极活物质利用率难于提高。只有在正极中加入更多的钴氧化物，才能使形成的羟基氧化钴导电网络更完整一些，这样虽然能提高正极活物质的利用率，但更多的钴氧化物的加入会减少球状氢氧化镍的加入量，使电池的放电容量仍难于提高，此外，由于钴价格较为昂贵，会增加原材料成本。

发明内容

本发明的目的是克服采用现有方法的镍正极制备的镍-金属氢化物蓄电池的正极活性物质氢氧化镍利用率低、电池放电容量低的缺点，提供一种使镍-金属氢化物蓄电池的正极活性物质氢氧化镍利用率高、电池具有高放电容量的镍正极的制备方法。

本发明的发明人发现，在现有技术的镍正极的制备过程中，正极导电剂钴化合物通常是由二次颗粒或二次颗粒和原级颗粒形成的三次颗粒凝聚体的混合物，三次颗粒凝聚体的结合力较弱，可通过一般的机械力，如高速搅拌的剪切力和研磨分散力使三次颗粒解体，但是钴氧化物仍以二次颗粒形式分散于球状氢氧化镍中，因此在将金属钴和上述钴氧化物与球状氢氧化镍、正极粘合剂和溶剂混合制备正极浆料时，钴氧化物很难在正极浆料中分散均匀，因此导致正极活性物质的利用率难于提高。如果在正极中加入更多的钴氧化物，虽然能使正极活物质的利用率得到一定提高，但同时会减少正极活性物质氢氧化镍的量，导致电池的放电容量低。

本发明提供了一种镍-金属氢化物蓄电池镍正极的制备方法，该方法包括将含有正极活性物质氢氧化镍、正极粘合剂和正极导电剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥、压延或不压延，其中，所述浆料的制备方法包括将正极导电剂在至少部分溶剂中超声波分散，得到分散有正极导电剂的悬浮液，再将分散有正极导电剂的悬浮液与正极活性物质氢氧化镍及正极粘合剂混合，或者再将分散有正极导电剂的悬浮液与正极活性物质氢氧化镍、正极粘合剂及剩余的溶剂混合。