[发明专利]高能二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及高能二次电池，特别是包含粘结剂和导电剂的高能二次电池。

背景技术

虽然21世纪有可能逐步建立以氢能为主的能源结构框架，但是高能二次电池技术也在迅速发展，无论作为“取代技术”或是“过渡技术”，都将在未来的能源结构中占有重要位置(查全性著，化学电源选论，2005)。金属氢化物/镍二次电池作为高能二次电池的重要代表，通过化学和电化学反应实现氢能与电能之间的相互转化，将氢能与高能二次电池技术结合在一起。但是，目前金属氢化物/镍二次电池中采用的AB5型储氢电极的可逆容量仅为280-300mAh/g左右，要想继续提高其能量密度和功率密度十分困难。

发明内容

为了解决上述弊端，本发明提供一种高能二次电池，组成包括负极、正极、隔膜、碱性水溶液或聚合物电解质；其中正极为涂覆或压制在泡沫镍或烧结镍上的氢氧化镍；正极与负极之间由隔膜或聚合物电解质隔开；正极和负极分别由引线接出与相互绝缘的电池壳两端相连。其特征在于：负极包含粘结剂和导电剂所述的粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、甲基纤维素、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇中的一种或几种。

所述的导电剂选自金属氧化物、中间相碳微球、金属粉、乙炔黑、石墨、合金粉中的一种或几种。

附图说明

图1是本发明二次电池的放电容量图。

具体实施方式

取2.45克金属Ni，1.26克金属Fe，0.23克B，在氮气气氛下置于球磨罐中，球磨40小时后将产物取出。经诱导偶合等离子光谱分析，所得硼化物中Ni、Fe和B的质量之和占硼化物总质量的99.7％，0的质量占0.3％。

将所得的硼化物、作为粘结剂的聚四氟乙烯、作为导电剂的Ni粉按80∶5∶15的质量比进行混合，碾压成膜，然后与集流极压制成片做成负极。

将所制备的负极与压制在泡沫镍上的氢氧化镍正极组装成碱性二次电池，电解液采用8mol/l的碱性水溶液，其中KOH浓度为7.9mol/l，LiOH浓度为0.1mol/l。碱性二次电池的负极和正极在电解液中浸泡24小时后，在由电脑控制的充放电仪上以10mA/g的电流密度进行恒流充放，测得的放电容量达306mAh/g，并且具有良好的循环性能。

同样，取浓度为10％的CoCl2溶液40ml，置于烧瓶中，然后将100ml浓度为5％的NaBH4溶液加入到烧瓶中；在此过程中对烧瓶中的溶液进行超声振荡。反应结束后，停止超声振荡，使悬浊液分层。将上层清液移去；将下层沉淀物取出，用去离子水洗涤、抽滤。将上述抽滤过的沉淀物于40℃下真空干燥后，得到无定形的硼化物。所得硼化物中Co和B的质量之和占硼化物总质量的38.3％，0和H占61.7％。

将所得的硼化物、作为粘结剂的聚偏氟乙烯、作为导电剂的CoO按85∶5∶10的质量比进行混合，碾压成膜，然后与集流极压制成片做成负极。

将所制备的负极与压制在泡沫镍上的氢氧化镍正极组装成碱性二次电池，电解液采用6mol/l的KOH水溶液。碱性二次电池的负极和正极在电解液中浸泡48小时后，在由电脑控制的充放电仪上以30mA/g的电流密度进行恒流充放，测得的放电容量达342mAh/g，并且具有良好的循环性能，其放电容量随循环次数的变化曲线如附图1所示。

本发明不限于上述实施例，在本发明的构思范围内，根据上述说明书的描述，本领域的普通技术人员还可做出一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本发明权利要求的保护范围之内。