[发明专利]镍氢高温超大容量电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，具体为一种镍氢高温超大容量电池。

背景技术

随着市场经济的发展，人们日益增长的物质文化需要，生活水平的不断提高，数码相机、手提电脑等移动设备分别以5％、10％的增长速度走进千家万户，各种应急灯、家用电动工具正也在逐步进入家庭。手提电脑、数码相机等移动设备将成为商务、娱乐、生活之必备品，而上述移动设备所使用的电源领域里，大部分电源产品均为可充电绿色环保型Ni-MH电池，且有广阔的发展空间。但由于大部分用电器在高功率条件下工作，外部环境温度又很高，所以客户要求电池在高倍率充放电和在高温环境下工作及贮存，这样普通MH-Ni电池就无法应用。导致电池在应用过程中热量增高，电池温度极高，达到60℃～70℃左右，导致充电效率大大降低，从而致使电池各项性能下降，尤其是使得电池容量降低，致使电池寿命缩短，最为严重的问题是高温下电池氧的析出更加容易加快，普通MH-Ni电池最佳工作环境温度在20℃左右，而MH-Ni电池出厂后，其运输和使用环境大都超出普通MH-Ni电池的最佳温度，尤其是运输和贮存环境，温度都在35℃以上，如海运时，集装箱的温度更可能达到50℃～60℃，在这种情况下，普通MH-Ni电池性能就会发生很大变化，结果满足不了客户高功率、高温度条件下的要求。

MH-Ni电池的充放电性能及寿命很大程度上受电池运行实际温度的影响，普通电池最佳工作温度在20℃左右，在环境温度高于35℃使用时，MH-Ni电池综合性能明显下降，对于普通电池45℃以下的充电效率只能达到70％，60℃可达到50％左右。研究证明，电池充电后期发热的主要原因是存在两个竞争反应，即活性物质按Ni(OH)₂氧化为NiOOH的反应与OH^-氧化为O₂的反应。前一反应的标准电位为0.490V，后一反应的标准电位为0.401V，两者较为接近，所以充电过程中析出氧气在热力学上是不可避免的，正极析出的氧气在负极上复合，放出大量的热，电池内温度进一步上升，析氧过电位进一步降低，结果形成恶性循环甚至产生热失控，所以温度升高后作为副反应的析氧反应速度的加快尤为显著，这样使正极的充电效率降低，温度越高，这种现象越明显，氧气的析出和电池温度的升高都会导致负极贮氢合金氧化腐蚀加剧，隔膜老化，缩短电池寿命。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种在高功率、高容量条件下工作的镍氢高温超大容量电池。

本发明所采用的技术方案为：一种镍氢高温超大容量电池，包括以Ni(OH)₂为主体的正极、隔膜和碱性电解液，在正极材料内加入防止氧析出、耐高温的添加剂，该添加剂为氧化钙、氧化铥、氧化钛的混合物。

所述的添加剂氧化钙、氧化铥、氧化钛的加入量分别为正极材料总量的0.8～1.2％、1.8～2.2％、1.8～2.2％。

上述添加剂氧化钙、氧化铥、氧化钛加入量分别为正极材料总量的1％、2％、2％。

所述的正极材料加入氧化钴，其加入量为正极材料总量的16～18％。

上述氧化钴最佳加入量为正极材料总量的17％。

上述电解液在二元电解液的基础上加NaOH，形成三元电解液，其配比：H₂O∶KOH∶NaOH∶LiOH＝10∶3.5～4∶2～3.5∶0.1。

上述电解液最佳用量：以AA电池为例，最佳用量为每只电池3～3.5g

上述电池隔膜使用耐高温、透气性好和保液量高的磺化处理特殊尼龙隔膜。

本发明的有益效果为：不仅高温充电性能优良，而且高功率性能优越。

具体实施方式

实施本发明目的的工艺流程是：

合粉→正、负极片制造→正、负极片整理→卷绕→装配→化成→检测。

正极：以Ni(OH)₂为主体的，在正极内加入添加剂，该添加剂为氧化钙、氧化铥、氧化钛的混合物，加入量分别为正极材料总量的1％、2％、2％；在正极材料内加入氧化钴，加入量为正极材料总量的17％。

三元电解液：其配比：H₂O∶KOH∶NaOH∶LiOH＝10∶3.5～4∶2～3.5∶0.1；电解液以AA电池为例，最佳用量为每只电池3～3.5g。

隔膜：为经磺化处理的尼龙隔膜。