[发明专利]制造镍正电极的方法

说明书

本发明涉及到一种镍-氢电池，更具体地，涉及到制造镍正电极的方法，该方法能够降低电池内压并延长使用寿命。

在镍-氢电池中，镍正电极包括带有许多小孔的多孔镍收集器和填充在多孔镍收集器的小孔中的正极活性物质。镍正电极通常由烧结方法制备。按照这种方法，将主要由镍粉构成的浆料涂覆在多孔镍包覆的基体上、干燥并烧结以生成多孔镍收集器。然后，将如此制得的多孔镍收集器顺序地浸渍到镍盐溶液和碱性溶液中，重复多次以使氢氧化镍沉淀在镍收集器的多个孔中，再使其于碱性溶液中经过成形，最终制得此电极。

烧结型镍正极有极好的耐久性。然而，此种电极电容量小，制造工艺本身复杂，且制造周期长。

为克服上述缺点，从自八十年代末涂膏方法在实际中得以应用。按照此方法，掺混有导电剂和粘合剂的氢氧化镍活性物质涂膏用喷涂或用辊涂覆在诸如泡沫镍或镍毡类的多孔镍收集器上，接着干燥，由此制成镍正极。

在涂膏方法中，因为多孔镍收集器按平均计算有许多大孔隙，因此容易将活性物质填入孔中，且填充物质的量大。由此，相比较于烧结式而言，涂膏型镍正电极提高了电极容量，也简化了制造工艺。

由于这些优点，在制造镍-氢电池的镍正电极中已经主要采用涂膏方法。

由于用作活性物质的氢氧化镍是不导电的，已进行许多研究通过加入钴化合物、金属化合物或任意其他导电剂使氢氧化镍具有导电性。

钴化合物用作导电剂是最优选的。包含在镍正电极中的钴化合物在激活电池的过程中溶解在碱性电解质中形成了钴络合物离子。此钴络合物离子以氢氧化钴的形式沉淀在氢氧化镍表面，然后在初始充电阶段被氧化成具有高导电性的氧-氢氧化钴，结果形成导电膜，由此改进了镍正极的导电性。

换句话说，钴化合物对于改善镍正电极的导电性是很好的。然而，直到氧-氢氧化钴膜形成在正电极的镍活性物质的表面上，氢氧化镍的荷电量是不够的，并且所相当的电学性只起到负电极的放电储存室的作用。如果放电储存室的尺寸增大，则充电储存室减小。结果，在过充电过程中生成的氧气不能完全移走，这样会引起电池内压升高。

此外，因为氧-氢氧化钴膜没有有效地和均匀地在活性物质表面形成，则应该加入大量的导电材料，那么活性物质的用量减少，这样就会导致电池容量和性能的降低。

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种适合于上述镍正电极的制造方法。

因此，为达到第一目的，提供一种制备含有作为活性物质主要成份的氢氧化镍的镍正电极的方法，该方法包括下述步骤：在氧化气氛下，于碱性溶液中混合氢氧化镍和导电剂并搅拌，以形成活性物质涂膏；再将活性物质涂膏涂覆到多孔镍收集器上，并干燥被涂覆的镍收集器。

在本发明的制造方法中，导电剂较佳是氧化钴，更优选是一氧化钴。还有30～40％的氢氧化钾溶液优选地用作碱性溶液。

根据本发明，氧化气氛是通过在40～80℃的空气中加热反应物来完成的，或者通过向反应物中提供氧气来完成。换句话说，氧化钴同氧气反应并同时溶解在碱性溶液中，由此在氢氧化镍表面上形成氧-氢氧化钴膜。因此，避免了由于在初始充电阶段较小的充电储存室所导致的电池内压的提高。进而延长了电池的使用寿命。

尽管本发明在下面将结合实施例和比较例作更具体地说明，但本发明并不限于此。

                        实施例1-6

将12g的一氧化钴加入到100g的球状氢氧化镍中。然后，按照表1所示的数据调节氢氧化钾[KOH]溶液的浓度、混合时间和混合温度后，将氢氧化镍、一氧化钴和KOH溶液混合，以形成A至F的活性物质涂膏。