[发明专利]一种镍氢电池镁基负极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及贮氢合金生产和镍氢电池生产领域，特别是涉及镍氢电池镁基负极的制作方法。

背景技术

以贮氢合金为基础发展起来的镍氢电池，做为一种新的能源材料得到了广泛的应用。传统的镍氢电池负极一般使用

MmNi_3.55Co_0.75Mm_0.4Al_0.3合金，容量一般是在300～350mAh/g。这种合金综合性能比较好，有较合适的容量、放电平台和寿命，但是随着便携式用电器小型化趋势的加剧，特别是21世纪以来，镍氢电池的市场由于体积比容量远低于锂离子电池，市场被挤压，发展空间越来越小，因此将更高容量的含镁贮氢合金应用于镍氢电池，提升镍氢电池的竞争力成为贮氢合金领和贮氢电池研究的热点。而这其中首当其冲的就是要克服含镁合金寿命问题，因此解决含镁合金寿命问题，将含镁合金应用于贮氢电池一直是贮氢电池研究的重要课题。

现在普通的负极电极的前处理一般是在粉末或极片的过程中，其主要的问题是合金在制粉过程中很容易微氧化，形成氧化物，因此需要用热碱可以去除MmO_X和部分Mm形成富镍层，增加电子在合金表面的转移能力，减少内阻，短期内增大部分有效电性能；但其实热碱处理也会沉淀部分Mm(OH)_X在合金表面，这种腐蚀在含镁贮氢合金中其实更为致命，它会加大内阻，减少吸氢元素，特别是Mg的腐蚀，容量衰减非常快。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种镍氢电池镁基负极的制作方法，其具有有效的改善镁基负极寿命，但仍保持较好的克容量的特点，以满足其应用在电池上寿命需求。

为了达成上述目的，本发明包含以下步骤：

步骤1，通过快速凝固法制得0.2～0.4mm厚的含镁合金片，其组分满足MmNi_aCo_bAl_c，，Mm为La、Ce、Nd、Pr、Y中的一种或一种以上与Mg的混合物，原子比a，b，c满足3.0≤a+b+c≤3.6，2.4≤a≤3.2，0≤b≤0.6，0.01≤c≤0.1。

步骤2，将步骤1得到的合金片进行热处理，处理方式：在氩气的保护下，在600～900℃进行退火6～10个小时。

步骤3，将步骤2得到的合金片放在合金粉处理液中进行球磨，合金粉处理液是凝胶电解质，是用超多孔水凝胶和聚乙烯醇中的一种或两种与氢氧化锂LiOH、氢氧化钠NaOH和氢氧化钾KOH中的一种或一种以上配成的碱液，优先选用分子量小的LiOH，OH^-的浓度为6.0～7.5mol/L，超多孔水凝胶或聚乙烯醇的重量占碱液的0.5％～3％。球磨机为可以实现抽真空和充氩气的真空高能球磨机，注入合金粉处理液后，靠球磨将步骤2的合金片制成过180目筛网的粉末浆料。

步骤4，将步骤3的合金粉末浆料滤干，添加占合金粉重量1～3％镍粉，调节水量，浆料干湿重量比控制在78～82％之间。

步骤5，将配置好的浆料均匀地涂覆在泡沫镍或镀镍钢带上面，烘干并碾压成工艺要求的尺寸，得到镍氢电池镁基负极。

将步骤5得到的镍氢电池镁基负极和普通的球镍正极组装成电池。电池的电解质为凝胶电解质，电解质为Carbopol和PVA中的一种或两种与LiOH、NaOH和KOH中的一种或一种以上配成的碱液，优先选用分子量大的KOH，OH^-的浓度为6.0～7.5mol/L，优先选用7.5mol/L，超多孔水凝胶或聚乙烯醇的重量占碱液的0.05％～0.3％。优先选用0.1％。

本发明提供一种凝胶电解质碱液为新型合金粉处理液，其能有效的抑制含镁合金在电解质中的腐蚀，利用了碱液对离子的扩散阻力大的特点，溶解下来的金属离子直接电极、电解质表面，阻止了电极表面的金属离子向电解质的溶解，减缓贮氢的腐蚀速度，有效延长了镁基合金在电池中的寿命。

本发明的技术效果：本发明提供的方法就是防新鲜表面被氧化，这样合金中基本没有MmO_X的存在，现有技术中热碱处理的作用就更退居第二位，同时本发明采用的合金粉处理液是凝胶电解质，可以有效保护处理Mg不被腐蚀。本发明克服了镁基合金在镍氢电池中抗腐蚀性能差，克容量衰减快的缺点，有效提高了镁基合金电池的使用寿命，满足其应用在电池上的需求。

下面结合实例对本发明做进一步的说明。

具体实施方式

以下通过举例说明本发明情况。