[发明专利]一种镍氢电池的低温电解液

说明书

本发明提供了一种镍氢电池的低温电解液，包括电解液和添加剂，所述电解液包括氢氧化钾和氢氧化锂，所述添加剂包括可溶性钙盐、非离子表面活性剂、无机缓蚀剂，所述添加剂各组分在电解液中的浓度分别为：可溶性钙盐0.1‑1mol/L；非离子表面活性剂0.05‑0.15mol/L；无机缓蚀剂0.01‑0.08mol/L。本发明提供低温电解液，在‑40℃下无氢氧化钾晶体析出，配合适当正负极材料制作电池测试，在‑40℃下标准充放仍可达到80％的额定容量。

技术领域

本发明涉及镍氢电池领域，具体涉及一种镍氢电池的低温电解液。

背景技术

镍氢电池是一种由储氢合金和球形氢氧化亚镍两种主要材料制作而成的蓄电池，电量储备比镍镉电池更高，重量比镍镉电池轻，使用寿命长，而且无记忆效应，由于镍氢电池不含镉元素，对环境无污染。因此，镍氢电池在当今社会中被作为一种绿色环保的可充电电池而广泛使用。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池要差，镍氢电池无记忆效应。镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍，负极活性物质为金属氧化物，也称贮氢合金，电解液为氢氧化钾。充电时，负极吸收氢原子，存储在合金中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍(NiOOH)和H₂O；放电时活性氢原子从合金中释放出来，转换成水，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

随着科技的持续发展，一些极地及高原的科考活动日渐频繁，急需耐受极端严寒的电池产品，目前大部分镍氢电池无法满足要求。一般镍氢电池在低温下充放电时，由于活性物质活性变弱，致使电池电压降低，内压升高，造成电池无法使用。于是，低温电解液的研究应运而生。当温度过低时，镍氢电池电解液中的碱性物质就会结晶析出，造成电解液中的摩尔浓度进一步降低，以使活性持续变弱，恶性循环，甚至造成电池报废。

因此，亟需在电解液上进行改善，使其碱性电解质不会因为低温而析出结晶，使其镍氢电池在低温(-40℃)下仍然能正常工作，且能够具备高容量，从而不影响电子产品的正常运作。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种镍氢电池的低温电解液，在浓度为8-11mol/L氧化钾的及浓度为0.1-2mol/L的氢氧化锂的碱性电解液中加入可溶性钙盐、非离子表面活性剂、无机缓蚀剂，使镍氢电池的电解液在-40℃下无结晶析出，配合适当正负极材料制作电池测试，在-40℃低温条件标准充放仍可达到80％的额定容量。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：

一种镍氢电池的低温电解液，包括电解液和添加剂，所述电解液包括氢氧化钾和氢氧化锂，所述添加剂包括可溶性钙盐、非离子表面活性剂、无机缓蚀剂，所述添加剂各组分在电解液中的浓度分别为：可溶性钙盐0.1-1mol/L；非离子表面活性剂0.05-0.15mol/L；无机缓蚀剂0.01-0.08mol/L。

具体的，所述可溶性钙盐为氯化钙、葡萄糖酸钙、磷酸氢钙、乳酸钙、硫酸钙、硝酸钙、氯酸钙、高氯酸钙、碳酸氢钙、磷酸二氢钙中的一种。

具体的，所述非离子表面活性剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的一种或几种的组合物。

具体的，所述无剂缓蚀剂为铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐中的一种。

具体的，所述氢氧化钾的浓度为8-11mol/L。

具体的，所述氢氧化锂的浓度为0.1-2mol/L。

本发明的有益效果是：

第一，在浓度为8-11mol/L氧化钾的及浓度为0.1-2mol/L的氢氧化锂的碱性电解液中加入可溶性钙盐、非离子表面活性剂、无机缓蚀剂，使镍氢电池的电解液在-40℃下无结晶析出，配合适当正负极材料制作电池测试，在-40℃低温条件标准充放仍可达到80％的额定容量。