專利名稱：：鎳氫快充電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及二次電池制造領(lǐng)域，特別是指能大電流快速充電的鎳氫電池。
背景技術(shù)：
：鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，鎳氫電池和鎳鎘電池外形上相似，而且鎳氫電池的正極與鎳鎘電池也基本相同，都是以氫氧化鎳為正極，主要區(qū)別在于鎳鎘電池負(fù)極板采用的是鎘活性物質(zhì)，而鎳氫電池是以高能貯氫合金為負(fù)極，因此鎳氫電池具有更大的能量。同時(shí)鎳氫電池在電化學(xué)特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，故鎳氫電池在使用時(shí)可完全替代鎳鎘電池，而不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造。它是目前最環(huán)保的電池，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題。鎳氫電池具有較大的能量密度比，這意味著可以在不為數(shù)碼設(shè)備增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間。同時(shí)鎳氫電池在電學(xué)特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)完全可以替代鎳鎘電池，而不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造。鎳氫電池另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是大大減小了鎳鎘電池中存在的"記憶效應(yīng)"，這使鎳氫電池可以更方便地使用。目前，鎳氫電池的一個(gè)重要用途是應(yīng)用在電動(dòng)工具領(lǐng)域中，由于近年來(lái)無(wú)繩可充電的電動(dòng)工具快速發(fā)展，給人們帶來(lái)了極大方便。而電動(dòng)工具在使用過(guò)程中要求大流量放電，另外，為了縮短充電時(shí)間也要求鎳氫電池應(yīng)具有大流量充電功能。然而，現(xiàn)有的鎳氫二次充電電池能承受的充電電流小，充電耗用時(shí)間長(zhǎng)，大電流充電效率低且安全性能低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能在短時(shí)間內(nèi)用大電流將電池充滿電，且充電效率高的鎳氫快充電池。本發(fā)明的目的還在于堤供上述鎳氫快充電池的制造方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種鎳氫快充電池，包括正極、負(fù)極、電解液和電池隔膜；所述正極包括活性物質(zhì)、添加劑、粘結(jié)劑；所述活性物質(zhì)為含有Zn2+(3.7-4.3wt%)、Co2+(1.3-1.7wt%)，并添加重量百分比為6%的CoO的Ni(0H)2;所述添加劑為鎳單質(zhì)，含量為Ni(0H)2總重量的1%-10%;所述電解液為由K0H、Na0H或Li0H中的兩種物質(zhì)組成的兩元電解液。所述電解液密度為1.28g/ml，0H—摩爾濃度為9.5mol/L。所述粘結(jié)劑為聚四氟乙烯。所述鎳氫快充電池的制造方法，包括以下步驟第一步，采用含有Zn2+(3.7-4.3wt%)、Co2+(1.3-1.7wt%)，并添加重量百分比為6%的CoO的Ni(0H)2作為電池的正極活性物質(zhì)，再加入重量百分比為1%_10%鎳單質(zhì)作為添加劑，加入0.5wt。/。的PTFE(聚四氟乙烯)干粉混合成正極料；第二步，將正極料涂敷到正極基體上，經(jīng)過(guò)輥壓和裁切工序制成電池正極板；第三步，將正極片、隔膜紙、負(fù)極片依次層疊巻繞構(gòu)成電極組，將電極組裝入電池鋼殼內(nèi)；第四步，注入電解液，密閉電池殼體，經(jīng)過(guò)充電化成即制造出鎳氫快充電池。采用上述方案后，雖然本發(fā)明與現(xiàn)有鎳氫二次電池在結(jié)構(gòu)上一致，但由于在正極中加入了重量百分比為6%的Co0和1%_10%的鎳單質(zhì)，并且改進(jìn)了電解液的配方，從而解決現(xiàn)有鎳氫二次充電電池在充電過(guò)程中存在的承受的充電電流小，充電耗用時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，達(dá)到快速充電的目的。圖1為本發(fā)明鎳氫快充電池的剖視圖。具體實(shí)施方式下面實(shí)施例用以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供的鎳氫快充電池，同時(shí)舉比較例證明本發(fā)明提供的鎳氫快充電池在大電流充電情況下的充電效率得到提高的事實(shí)，但以下實(shí)施例并不用于限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。為方便區(qū)分描述，本方法使用的含有Zn2+、CO1々Ni(0H)2，在下文中均用"特殊Ni(0H)2"表示。本發(fā)明中的正極活性物質(zhì)與粘結(jié)劑的添加量同現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)添加范圍。實(shí)施例1:將特殊Ni(0H)2、CoO、鎳粉按100:6:6的重量比例混合攪拌均勻，均勻涂覆在發(fā)泡鎳制成的基體上，經(jīng)過(guò)輥壓、裁切、焊接等工序，制成正極片(由于電池正極板的制造方法為公知技術(shù)，且非本發(fā)明的重點(diǎn)，所以文中不予詳述)。。將儲(chǔ)氫合金粉、乙炔黑、鎳粉按100:0.5:0.5的重量比例混合，加入適量的粘結(jié)劑和水?dāng)嚢杈鶆?，均勻涂覆在鍍鎳鋼帶上，?jīng)過(guò)烘干、輥壓、裁切、焊接等工序，制成負(fù)極片(由于電池負(fù)極板的制造方法為公知技術(shù)，且非本發(fā)明的重點(diǎn)，所以文中不予詳述)。在30%(wt%)的Na0H水溶液中加入1.5%(wt%)的Li0H，攪拌均勻，冷卻即可制成本方法使用的電解液。參見(jiàn)圖l，將正極片l、負(fù)極片2和聚丙烯材料制成的電池隔膜3—起依次層疊巻繞構(gòu)成電極組，將電極組裝入電池鋼殼4內(nèi)，注入電解液，密閉電池殼體，經(jīng)過(guò)充電化成即制造出鎳氫快充電池。為了方便制作，制作電池容量約為2000mAh。比較例1:在比較例l中，制作正極板時(shí)未添加鎳粉作為添加劑，其它均與制作實(shí)施例1相同的方法制作出比較例1的鎳氫快充電池。比較例2:在比較例2中，制作正極片時(shí)未添加鎳粉作為添加劑，使用鈷粉作為添加劑。其它均與制作實(shí)施例1相同的方法制作出比較例2的鎳氫快充電池。比較例3:在比較例3中，制作電解液時(shí)不使用NaOH，而使用K0H。其它均與制作實(shí)施例1相同的方法制作出比較例3的鎳氫快充電池。比較例4:在比較例4中，制作電解液時(shí)沒(méi)有不使用LiOH，使用K0H。其它均與制作實(shí)施例1相同的方法制作出比較例4的鎳氫快充電池。比較例5:在比較例5中，制作正極片時(shí)添加鎳粉量為lwt%。其它均與制作實(shí)施例1相同的方法制作出比較例5的鎳氫快充電池。比較例6:在比較例6中，制作正極片時(shí)添加鎳粉量為10wt%。其它均與制作實(shí)施例1相同的方法制作出比較例6的鎳氫快充電池。然后，將制作實(shí)施例1和比較例1-6制作的電池用200mA充電14小時(shí)，用400mA放電到l.OV，循環(huán)3次，從而活化實(shí)施例1和比較例l-6制作的鎳氫快充電池。將活化過(guò)的電池實(shí)例各取5節(jié)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果取其平均值。檢測(cè)電池大電流充電情況下的充電效率方法是將各實(shí)施例和比較例電池用2C倍率在-△V=10mV的情況下充電30分鐘，0.5C倍率放電到1.0V，計(jì)算電池放電容量，并與該電池在O.5C倍率充電144分鐘(-AV二10mV)，0.5C倍率放電到1.0V電池放電容量比較，從而考察其在大電流充電情況下的充電效率。將大電流充電后的電池放電容量與該電池在0.5C倍率充電144分鐘(-△V=10mV)，0.5C倍率放電到1.0V電池放電容量的比值用百分比表示。實(shí)施例1與各比較例電池的檢測(cè)結(jié)果如附表1所示附表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由上表示，與不添加鎳粉的比較例1電池相比，添加了鎳粉的比較例3-6電池在大電流充電情況下的充電效率有所提高。與添加了鎳粉的比較例3電池相比，電解液使用NaOH的比較例4-6電池，其在大電流充電情況下的充電效率得到進(jìn)一步提高。與添加了鎳粉和電解液使用NaOH的比較例4電池相比，電解液使用LiOH的比較例5-6電池，其在大電流充電情況下的充電效率得到更進(jìn)一步提高。但添加了6wty。鎳粉和電解液使用NaOH和LiOH的制作實(shí)例1電池，與以上比較例1、2、3、4、5、6的電池比較，其在大電流充電情況下的充電效率得到最大的提高。綜上所述，本發(fā)明提供的鎳氫快充電池由于正極中添加了重量百分比為6%的鎳的單質(zhì)作為添加劑，并且電解液使用了NaOH和LiOH兩元電解液，從而使本發(fā)明用2C倍率在-AV=10mV的情況下充電30分鐘，其充電效率高達(dá)95%,實(shí)現(xiàn)了在短時(shí)間內(nèi)用大電流將電池充滿電，且不存在充電效率低及安全問(wèn)題。權(quán)利要求1.一種鎳氫快充電池，包括正極、負(fù)極、電解液和電池隔膜；其特征在于所述正極包括活性物質(zhì)、添加劑、粘結(jié)劑；所述活性物質(zhì)為含有重量百分比為3.7％-4.3％的鋅離子Zn2+和1.3％-1.7％的二價(jià)鈷離子Co2+，并添加重量百分比為6％的氧化鈷CoO的氫氧化鎳Ni(OH)2；所述添加劑為鎳單質(zhì)，含量為氫氧化鎳Ni(OH)2總重量的1％-10％；所述電解液為由氫氧化鉀KOH、氫氧化鈉NaOH或氫氧化鋰LiOH中的兩種物質(zhì)組成的兩元電解液。2、如權(quán)利要求1所述的鎳氫快充電池，其特征在于電解液密度為1.28g/mL，氫氧根離子0H—摩爾濃度為9.5mol/L。3、如權(quán)利要求1所述的鎳氫快充電池，其特征在于所述粘結(jié)劑為聚四氟乙烯。4、如權(quán)利要求l所述的鎳氫快充電池的制造方法，其特征在于包括以下步驟第一步，采用含有重量百分比為3.7%-4.3%的鋅離子Zi^和1.3%-1.7%的二價(jià)鈷離子Co2+，并添加重量百分比為6%的氧化鈷CoO的氫氧化鎳Ni(0H)2作為電池的正極活性物質(zhì)，再加入重量百分比為1%-10%鎳單質(zhì)作為添加劑，加入重量百分比為0.5%的聚四氟乙烯干粉混合成正極料；第二步，將正極漿料涂敷到正極基體上，經(jīng)過(guò)輥壓和裁切工序制成電池正極板；第三步，將正極片、隔膜紙、負(fù)極片依次層疊巻繞構(gòu)成電極組，將電極組裝入電池鋼殼內(nèi)；第四步，注入電解液，密閉電池殼體，經(jīng)過(guò)充電化成即制造出鎳氫快充電池。全文摘要本發(fā)明提供的一種鎳氫快充電池，包括正極、負(fù)極、電解液和電池隔膜；所述正極包括活性物質(zhì)、添加劑、粘結(jié)劑；所述活性物質(zhì)為含有重量百分比為3.7％-4.3％的Zn²⁺和1.3％-1.7％的Co²⁺，并添加重量百分比為6％的CoO的Ni(OH)₂；所述添加劑為鎳單質(zhì)，含量為Ni(OH)₂總重量的1％-10％；所述電解液為由KOH、NaOH或LiOH中的兩種物質(zhì)組成的兩元電解液，電解液密度為1.28g/ml，OH^-摩爾濃度為9.5mol/L。本發(fā)明提供的鎳氫快充電池能在短時(shí)間內(nèi)用大電流將電池充滿電，且充電效率高。本發(fā)明還提供所述鎳氫快充電池的制造方法。文檔編號(hào)H01M10/28GK101262075SQ20081002705公開(kāi)日2008年9月10日申請(qǐng)日期2008年3月27日優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日發(fā)明者李中延,李群杰,陳華春申請(qǐng)人:東莞市邁科科技有限公司