[发明专利]一种提高镍氢电池贮存性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高贮存性能的镍氢电池的制备方法，特别是一种能抑制镍氢电池在高温、长时间条件下贮存容量衰减的方法，属于能源技术领域。

背景技术

金属氢化物镍电池(简称镍氢电池)的正极一般使用泡沫镍基体，通过涂膏法或干法制备，其正极中一般添加氧化亚钴(CoO)做导电剂。

镍氢电池出厂前通常预充一定的电量，然后使用挂盒吸塑包装，再经仓储、运输和分销最终到达消费者手中，至少需要2个月，产品全部售完的时间更是难以估计，这就存在一个电池长期储存的问题。电池在用户使用过程中还可能出现长期搁置不用的情况。另外，包装、运输和贮存的环境常有30℃以上高温，海运时集装箱内的温度更可达到50～60℃。在这种情况下，原荷电50％出厂的电池3个月左右即会有部分电池的开路电压低于1.0V，由于不拆除外包装无法对电池进行补充电，随着时间的延长，再对上述电池充电，就会出现容量降低20％左右、内阻增加以及充电电压升高等一系列问题。

有人曾提出电池充足电后出厂以减缓上述不利的症状，但电池完全充电态出厂可能会发生因个别电池在运输中短路引起整箱电池起火的事故。类似事故在我国已发生多起，由此引起火灾，故只能以部分充电态出厂。有些文献(V.Pralong，A.Delahaye-Vidal，B.Beaudion，et al.Bismuth-enhancedelectrochemical stability of cobalt hydroxide used as an additive in Ni/Cd andNi/metal hydride batteries.J.Electrochemical Society.2000(147)：2096-2103)提出在正极中添加Bi₂O₃，随着Bi₂O₃加入量的增加，镍氢电池储存后容量的衰减率逐渐下降，但随着Bi₂O₃添加量的增加，电池的初始容量也降低了5％～20％，因此在正极中添加Bi₂O₃来改善镍氢电池贮存性能的方法是以降低电池初始容量为代价的。有人采用容量过量设计的方法，使电池的实际容量达到标称容量的110％或更高，以便补偿因储存引起的容量衰减；也有专利(02135009.4)提出用石墨、乙炔黑、羰基镍粉等导电剂代替镍氢电池中的主要导电剂氧化亚钴，但这并没有从根本上解决问题，而且电池需要多用原材料并降低比特性。

目前的研究发现：已知镍氢电池在封口搁置期间和初充电时发生如下转化：

即CoO首先在电解液中溶解，形成Co²⁺络合物，然后转变为β-Co(OH)₂并重新沉积在Ni(OH)₂颗粒表面。在初充电过程中，β-Co(OH)₂被氧化并以β-CoOOH的形式均匀分布，CoOOH的电导率为12.8S/cm，远大于NiOOH的电导率0.15S/cm，作为一个非常有效的导电网络，CoOOH大大提高了Ni(OH)₂的利用率，特别是以泡沫镍为基体的Ni(OH)₂正极。

镍氢电池在贮存过程中，CoOOH首先被H₂还原为Co(OH)₂，后者与未还原的CoOOH生成惰性的Co₃O₄，导致正极CoOOH导电网络的破坏，电池性能进而发生不可逆衰减。

本发明试图是在不影响电池初始容量的前提下，通过提高正极导电网络的稳定性来改善镍氢电池的贮存性能，降低镍氢电池长时间贮存后的容量衰减。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高金属氢化物贮存性能的方法，也即提供一种具有高贮存性能的金属氢化物镍电池的制备方法。

本发明的核心技术是在于提供一种镍氢电池制作新的正极组成，从而达到本发明的目的。

本发明的特征是在不影响电池初始容量的前提下，通过提高正极网络的稳定性，以改善镍氢电池的贮存性能；所述的提高正极网络的稳定性则是通过①减少正极组成中导电剂CoO的含量和取而代之添加其他导电剂；②添加钙类的添加剂；③调整活性物质的组成，从而构筑成调整后的正极组成。予以实施发明目的的。