[发明专利]一种镍氢电池负极材料及其制备方法和镍氢电池

说明书

技术领域

本发明属于镍氢电池领域，尤其涉及一种镍氢电池负极材料及其制备方法和含有该负极材料的镍氢电池。

背景技术

镍氢电池具有比能量高、无镉的污染、对环境友好等优点。但是镍氢电池随着充放电循环的不断进行，组成镍氢电池负极的贮氢合金粉末的抗粉化和抗腐蚀能力不断下降，尤其是电池过充电时正极析出的氧气，会进一步促使贮氢合金氧化，导致贮氢合金负极实际贮氢能力的下降，即贮氢合金负极充电能力下降，这样又会导致电池充电时内部氢分压上升，从而导致电池内压上升。电池内压升高到一定程度，会使电池安全阀打开，在气体放出的同时，电解液也会溢出，导致电解液损失，电池内阻增大。因而随着充放电循环的进行，电池放电容量不断下降，最终电池寿命缩短。

镍氢电池在充电过程中，负极存在析氢的副反应，同时电池在过充时正极会析出氧气。虽然设计镍氢电池时负极容量高于正极容量，但由于储氢合金负极氢氧复合速度较慢，仍会使产生的氢、氧气体在电池内部蓄积，导致电池内压上升。当电池内压升高到一定程度，电池安全阀仍会打开，电解液随气体一起溢出，使电解液的量减少，内阻增大，电池放电容量下降，最终导致电池循环寿命缩短。

发明内容

本发明为解决现有的镍氢电池中负极的抗粉化和抗腐蚀能力差导致镍氢电池的循环寿命短的技术问题，提供一种抗粉化能力强、循环寿命长的镍氢电池负极材料及其制备方法和含有该负极材料的镍氢电池。

本发明提供了一种镍氢电池负极材料，所述镍氢电池负极材料含有贮氢合金粉末和导电剂粉末；所述导电剂为Ti₃SiC₂。

进一步地，本发明还提供了所述镍氢电池负极材料的制备方法，该方法包括将导电剂粉末加入至贮氢合金粉末中并混合均匀。

最后，本发明提供了一种镍氢电池，包括电池壳体、电极组和电解液，电极组和电解液密封在电池壳体内，电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极，所述负极包括导电基体和涂覆于导电基体上的负极材料；所述负极材料为本发明提供的镍氢电池负极材料。

本发明中，通过在镍氢电池负极材料中引入Ti₃SiC₂导电剂粉末，其可以提高负极贮氢合金的抗粉化和抗腐蚀能力，从而提高镍氢电池的充放电性能和循环性能，增加电池的容量，延长其使用寿命。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种镍氢电池负极材料，所述镍氢电池负极材料含有贮氢合金粉末和导电剂粉末；所述导电剂为Ti₃SiC₂。

现有技术中，负极采用的导电剂一般选用镍粉、碳粉、乙炔黑、石墨粉、镉粉、锌粉、钴锌合金粉、钴粉、CoO、Co₂O₃、Co(OH)₂或Co(OH)₃中的至少一种。而本发明中，通过在镍氢电池负极材料中引入Ti₃SiC₂导电剂粉末，以提高负极贮氢合金的抗粉化和抗腐蚀能力，从而提高镍氢电池的充放电性能和循环性能，增加电池的容量，延长其使用寿命。

为了更好的提高负极材料的抗粉化能力和镍氢电池的循环寿命，优选地，以贮氢合金粉末和导电剂粉末的总质量为基准，其中导电剂粉末的含量为贮氢合金粉末和导电剂粉末的总质量的1-10wt%。

本发明中，优选地，所述贮氢合金粉末的平均粒径为35-65μm，所述导电剂粉末的平均粒径为0.1-20μm。所述导电剂粉末的平均粒径更优选为0.2-10μm。导电剂粉末的平均粒径在0.1-20μm，可以使更多的导电剂粉末分散于贮氢合金的表面，使贮氢合金的性能更好。而所述导电剂粉末的平均粒径若大于20μm，则多部分的导电剂粉末分散于所述贮氢合金粉末颗粒之间，难于分散于所述贮氢合金粉末表面；反之导电剂粉末的平均粒径若小于0.1μm，则增大了粉末加工难度，加工成本增加。