[发明专利]一种镍氢电池的智能化成方法及用该化成方法制备的电池

说明书

技术领域：

本发明涉及镍氢电池的化成方法及制备的电池。

背景技术

镍氢动力电池作为镍镉电池的替代电源，具有高比能量，良好的高倍率性能和低温放电性能，长循环寿命等优点。镍氢动力在使用时大都组合使用，很少单节使用，这就对电池的容量、循环、内阻的一致性要求非常高。化成对电池的性能影响较大，化成主要是将极片中的CoO氧化成CoOOH，形成CoOOH的导电网络，降低电池的欧姆内阻，提高电池的电化学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制成的镍氢电池循环寿命好，循环后容量一致性好的镍氢电池的智能化成方法及用该化成方法制备的电池。

智能化成方法的特点是，第一次充电分为恒流充电、高温老化、恒功率充电、恒压充电四步。放电分为两次恒流放电两步，两次的放电倍率不一样。

采用本发明智能化成方法化成的镍氢电池与常规化成方法化成的镍氢电池相比具有循环寿命好，循环后容量一致性好的特点。

本发明所提供的技术路线是镍氢电池在初次充电时先用小电流预充一小部分电量，由于在初次充电过程中，CoO在碱性溶液中被氧化并以β-CoOOH的形式包覆于Ni(OH)₂颗粒周围以及Ni(OH)₂颗粒与发泡镍基体之间，形成一个高度导电性的网络，从而提高了Ni(OH)₂的利用率。CoOOH在刚形成晶核时，结构还不稳定，讲过一段时间的高温老化，使晶核的结构稳定，在此基础上，用恒功率充电的方式，形成结构稳定的CoOOH网络，有利形成β-NiOOH。恒压充电可以有效地降低电池内压，提高循环后电池容量的一致性。

按照本发明所提供智能化成方法化成的镍氢电池，可以达到的目的分述如下：

(1)解决了由于β-CoOOH结构不稳定导致的容量衰减。由于β-CoOOH结构不稳定导致导电网络的破坏引起正极活性物质颗粒之间以及活性物质颗粒与发泡镍基体间导电性变差，后果是正极容量发生显著下降。一般而言，这种下降是不可逆的，即使经过一定次数的充放电循环也得不到消除。

(2)提高了循环后电池容量的一致性。镍氢动力电池在使用时大都组合使用，很少单节使用，这就对电池的容量、循环、内阻的一致性要求非常高。

本发明所提供的镍氢电池的智能化成方法包括：

(1)小电流预充：0.01C-0.2C倍率电流充电0.1-2h，

(2)高温老化：在40-70℃高温条件下搁置10-60h，

(3)恒功率充电：再在0.3-0.5W条件下，恒功率充电至电压1.35-1.45V，

(4)恒压充电：在1.35-1.45V恒压充电至电流为10-200mA，

(5)恒流放电：用0.1-0.5C电流放电至1.0V，

(6)小电流放电：0.05C-0.1C电流放电到1.0V。

具体实施方式

实施例：预充电电流和时间

将一定量的贮氢合金粉(AB₅)与添加剂混合均匀后，加入一定量的粘结剂混合均匀，按照100∶4混合，加入适量去离子水搅拌均匀，采用拉浆工艺，将合金粉浆料均匀地涂布在镀镍穿孔钢带上，涂布面密度为1900g/m²。将一定量的β-Ni(OH)₂粉和CoO按100∶5机械混合，加入适量的去离子水和占Ni(OH)₂1.5％的聚四氟乙烯乳液搅拌均匀，涂覆在泡沫镍基带中，上粉量为1800g/m²烘干、碾压、裁切成规格为：正极为250×30×0.6mm，负极为300×32×0.5mm，电解液为30％KOH溶液，经卷绕、装壳、滚槽、注液、封口组装成2.6Ah镍氢电池。

电池经过下列4种条件预充：

1.预充电为260mA恒流1h；

2.预充电流为1300mA恒流0.2h；

3.预充电流为1300mA恒流1h；

4.预充电为260mA恒流2h；

预充后在45℃条件下搁置48h，0.4W恒功率充电至电压1.4V，在1.4V条件下恒压充电至电流为50mA，搁置0.5h，1300mA恒流放电到1.0V，260mA恒流放电到1.0V。

以上化成条件下化成的电池各取100支，经过10C放电循环100次，测试容量，结果如下。

  测试项目  条件1  条件2  条件3  条件4  平均容量  (mAh)  2478  2450  2445  2465  容量范围  (mAh)  2468～2489  2422～2469  2419～2458  2445～2478