[发明专利]用于制作镍氢电池负极的负极浆料、镍氢电池负极和镍氢电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍氢电池，具体涉及一种用于制作镍氢电池负极的负极浆料、镍氢电池负极和镍氢电池。

背景技术

随着社会文明和科学技术的进步，由于石化燃料日益枯竭，加上环境保护的要求，对于解决汽车尾气排放污染的电动车辆更加依赖于综合性能优良的电池的成功开发。目前，锂离子电池、氢镍电池和燃料电池等已广泛应用于电动汽车的动力电池，其技术水平也不断发展。综合考虑比能量、比功率、寿命、价格、环保性能、安全性、使用环境温度范围、容量、性能稳定性等因素，镍氢电池(MH-Ni电池)是目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一，是现阶段最成熟的动力电池体系。随着MH-Ni电池在汽车动力电池领域的发展，要求其具有更长的循环寿命，更优越的高倍率性能。

由于商业化的稀土系储氢合金本身的导电性较差，为了进一步满足动力电池大电流充放电性能的需要，通常在储氢合金负极中添加金属导电剂镍粉。镍粉作为导电剂，虽然具有良好的电催化活性，但是镍粉价格较贵，会导致电池的成本升高。公开号为CN1805187的发明专利，公开了一种含纳米氧化铜的镍氢电池负极材料，是在镍氢电池的负极AB₅或AB₂型储氢合金粉中，加入占储氢合金粉3～10wt%的纳米氧化铜(其CuO含量100%)，均匀混合，然后加入少量1wt%的PTFE(聚四氟乙烯)粘结剂，再次混合均匀而得。该负极材料中以纳米氧化铜代替镍粉做为导电剂，在降低成本的同时，由于纳米氧化铜在电池的充放电过程还原成铜，铜颗粒包覆在储氢合金表面形成导电层，因此可以提高镍氢电池的导电性和大电流充放电性能。但是，该发明所述负极材料中，纳米氧化铜是在充放电过程中还原成铜的，而在还原的过程中铜颗粒相对于氧化铜原来的位置是会发生运动的，这就导致还原得到的铜颗粒不能均匀包覆在储氢合金表面，继而导致电池的循环稳定性不够理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于制作镍氢电池负极的负极浆料、镍氢电池负极和镍氢电池。采用该负极浆料制成的负极应用于镍氢电池中，在保证电池的导电性和高倍率性能的条件下还可有效提高电池的循环寿命。

本发明所述的用于制作镍氢电池负极的负极浆料，含有储氢合金粉和导电剂，所述的导电剂为中粒径为150～250nm的铜粉，或者是中粒径为150～250nm的铜粉与镍粉的组合，此时，导电剂中铜粉和镍粉的组成按重量百分比计为：铜粉10～100%，镍粉90～0%。由于导电剂与储氢合金粉及制作负极材料的常规添加剂(如粘接剂等)混合均匀后，纳米铜粉颗粒包覆在储氢合金颗粒表面，形成更牢固的核壳结构，不仅有效的改善储氢合金的导电性，而且形成的核壳结构能够有效的降低储氢合金在电解液中的腐蚀粉化，提高循环寿命。

申请人在试验中发现，上述负极浆料中，选用中粒径(D50)为150～250nm铜粉作为导电剂的组成，不仅可以避免过细粒度的铜粉在充放电过程中被氧化成氧化铜而增大电池的电阻，又可以避免采用粒度较大的铜粉作为导电剂不能形成有效包覆。当导电剂的组成为中粒径(D50)为150～250nm的铜粉与镍粉的组合时，其中铜粉和镍粉的组成按重量百分比计优选为：铜粉50%，镍粉50%。当导电剂全部都是铜粉时，铜粉与储氢合金粉及制作负极材料的常规添加剂(如粘接剂等)混合均匀后，纳米铜粉颗粒能更均匀地包覆在储氢合金颗粒表面，因而能更有效地提高电池的循环寿命。

上述负极浆料中，所述的储氢合金粉为200～300目，所述的储氢合金粉可以是现有用于镍氢电池负极材料中的常规选择，具体可以是选自AB₅型储氢合金粉、AB₂型储氢合金粉和AB₃型储氢合金粉中的一种或两种以上的组合。当储氢合金粉的选择为上述两种以上的组合时，它们之间的配比可以为任意配比。所述镍粉的粒度与现有技术相同，通常选择中粒径(D50)为200～400nm。

上述负极浆料中，所述导电剂的用量可以根据制作的镍氢电池的种类来选择，一般来说，导电剂的用量可以是储氢合金粉用量的10～400%。