一种镍氢电池负极片的制作方法与流程

1.本技术涉及电池材料制备技术领域，尤其是涉及一种镍氢电池负极片的制作方法。


背景技术：

2.随着社会不断发展，电池技术不断改变人们的生活，但是在电池技术的发展中，人们对环保的意识越来越高，传统的电池技术已经不能较好地满足生产、生活及环保的需求。作为氢能源应用的一个重要领域，镍氢电池具备环保无污染的优点，且电池放电时间长，爆发力强、平台较高，可作为动力电池广泛应用于各种竞技比赛，越来越受赛车、航模车模使用者的喜爱。与镍氢电池相比，镍镉电池因采用氧化铬作为负极材料，镉金属对于环境有污染，且电池容量小，寿命短等缺点，逐渐被镍氢电池替代，广泛应用于各个领域。
3.然而在镍氢电池的发展过程中，一直面临着容量、倍率和平台相互牵制的问题，无法同时达到高容量、高倍率、高平台的优异性能，严重限制了镍氢电池的进一步广泛使用。
4.因此急需开发一种镍氢电池负极片的制作方法，制备的镍氢电池的容量、倍率和平台不再互相牵制。


技术实现要素：

5.为了解决上述至少一种技术问题，开发一种制备的镍氢电池的容量、倍率和平台不再互相牵制，本技术提供一种镍氢电池负极片的制作方法。
6.本技术提供的一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将ptfe乳液和去离子水混合均匀后制备水剂后，备用；s2、将储氢合金粉碾压至铜网上，制备待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡后，再经烘干制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为60-70wt％；所述铜网的面密度为260
±
20g/m2。
7.通过采用上述技术方案，本技术采用高镍含量的储氢合金粉，制备的负极片，电芯的容量、倍率和平台都随之得到提高；并且选择低的面密度铜网，使得负极片上可碾压更多的镍含量高的储氢合金粉，共同制备的负极片进而制备的镍氢电池可同时具有高容量、高倍率、高平台，打破了在实际应用中互相牵制的现象。
8.可选的，所述s1中去离子水的电导率≤0.5μs/cm。
9.通过采用上述技术方案，本技术严格控制去离子水的电导率，使得电池的自耗电降低。
10.可选的，所述s1中ptfe乳液和去离子水的重量配比为1：(14-18)。
11.可选的，所述s2中储氢合金粉的含量为23-24g。
12.可选的，所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm20-33％、co1-3％、mn2-4％和al0.5-2％。
13.可选的，所述s2中待处理负极片的厚度为0.26-0.28mm。
14.通过采用上述技术方案，本技术控制储氢合金粉的含量，使得铜网上可附着足够的储氢合金粉，进而使得制备的负极片综合性能优异。
15.可选的，所述s2中碾压的次数为2次；碾压力为280-320t。
16.可选的，所述s2中铜网的宽*厚为35.5
±
0.2mm*0.24
±
0.01mm。
17.可选的，所述s3中浸泡时间为20-40s。
18.可选的，所述s3中烘干温度为150-180℃；所述s3中烘干时间为5-10s。
19.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术的制备镍氢电池负极片的制作方法，制备的镍氢电池可同时具有高容量、高倍率、高平台，打破了在实际应用中互相牵制的现象，解决了目前镍氢电池综合性能较低的问题；2.本技术采用镍含量高的储氢合金粉和面密度低的铜网，使得负极片上可碾压更多的镍含量高的储氢合金粉，制备的镍氢电池综合性能优异；3.本技术的制备镍氢电池负极片的制作方法工艺简单，通过制备镍氢电池负极片的方法制备的镍氢电池满足生产需求。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
21.本技术设计了本技术提供的一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将ptfe乳液和去离子水混合均匀后制备水剂后，备用；s2、将储氢合金粉碾压至铜网上，制备待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡后，再经烘干制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为60-70wt％；所述铜网的面密度为260
±
20g/m2。
22.目前，制备的镍氢电池采用普通的贮氢合金粉加铜网进行碾压后制备的负极片，与正极片进行装配制备的镍氢电池无法同时具有高容量、高倍率、高平台，严重制衡了日常生产的应用。
23.针对以上问题，本技术的发明人，设计了本技术的技术方案，设计了高镍含量的储氢合金粉和低面密度的铜网，使得负极片上可碾压更多的镍含量高的储氢合金粉，共同制备的负极片制备的镍氢电池可同时具有高容量、高倍率、高平台，打破了在实际应用中互相牵制的现象；且本技术制备镍氢电池负极片的方法简单，通过制备镍氢电池负极片的方法制备的镍氢电池满足生产需求。具体实施例
24.本技术的原料型号如下，若无特殊说明外，均为市售产品：ptfe乳液：固体含量为58-62wt％；mm：为混合稀土，其中ce：52％，la：26％。
25.制备镍氢电池：将本技术制备镍氢电池负极片的制作方法制作的负极片与市售的正极片，6mol/l的koh电解液进行组装后，制备镍氢电池。
26.充放电测试：将制备的镍氢电池，利用蓝电电池测试系统进行充放电测试，测定镍氢电池的充放电性能，测试条件为：
(1)1c恒流放电，截止电压1v；(2)静置15min；(3)1c恒流充电1h12min；(4)1c/5c/10c恒流放电，截止电压0.9v；实施例1一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和14kg的电导率为0.5μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将24g的储氢合金粉经过290t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.26mm的待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡20s后，再经150℃烘干8s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为60wt％，mm为20wt％、co为1wt％、mn为2wt％和al为0.5wt％；所述铜网的为面密度为260g/m2，宽*厚35.7mm*0.25mm。
27.实施例2一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和15kg的电导率为0.3μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将23g的储氢合金粉经过280t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.27mm的待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡30s后，再经160℃烘干5s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为70wt％，所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm 22％、co 1.5％、mn 2.5％和al 1％；所述铜网的面密度为280g/m2，宽*厚为35.5mm*0.24mm。
28.实施例3一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和16kg的电导率为0.2μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将23g的储氢合金粉经过320t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.28mm的待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡40s后，再经180℃烘干10s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为65wt％；所述铜网的面密度为240g/m2，宽*厚为35.3mm*0.23mm。
29.实施例4一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和16kg的电导率为0.1μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将24g的储氢合金粉经过300t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.27mm的待处理负极片；
s3、将待处理负极片在水剂中浸泡35s后，再经180℃烘干6s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为68wt％；所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm 25％、co 2％、mn 3％和al 1.5％；所述铜网的面密度为250g/m2，宽*厚为35.3mm*0.23mm。
30.实施例5一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和18kg的电导率为0.05μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将24g的储氢合金粉经过310t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.27mm的待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡25s后，再经170℃烘干8s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为62wt％；所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm 28％、co 2.5％、mn 3.5％和al 2％；所述铜网的面密度为270g/m2，宽*厚为35.4mm*0.23mm。
31.实施例6一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和18kg的电导率为0.02μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将23g的储氢合金粉经过300t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.26mm的待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡28s后，再经150℃烘干7s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为66wt％；所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm 30％、co 3％、mn 4％和al 2％；所述铜网的面密度为270g/m2，宽*厚为*35.4mm*0.23mm。
32.实施例7一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和16kg的电导率为0.02μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将23g的储氢合金粉经过280t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.26mm的待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡32s后，再经160℃烘干7s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为68wt％；所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm 33％、co 2.5％、mn 4％和al 2％所述铜网的面密度为265g/m2，宽*厚为35.6mm*0.24mm。
33.实施例8一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：s1、将1kg的ptfe乳液和14kg的电导率为0.05μs/cm的去离子水混合均匀制备水剂后，备用；s2、将24g的储氢合金粉经过290t的对滚，2次碾压至铜网上，制备厚度为0.28mm的
待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡32s后，再经155℃烘干10s，擦净后制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为63wt％；所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm 26％、co 3％、mn 2％和al 0.5％；所述铜网的面密度为255g/m2，宽*厚为35.6mm*0.24mm。
34.对比例1以实施例1为基础，除储氢合金粉不同外，其余组分及制备方法皆与实施例1一致，其中储氢合金粉中镍的含量为40wt％。
35.对比例2以实施例1为基础，除储氢合金粉不同外，其余组分及制备方法皆与实施例1一致，其中储氢合金粉中镍的含量为50wt％。
36.对比例3以实施例1为基础，除铜网不同外，其余组分及制备方法皆与实施例1一致，其中铜网面密度为310g/m2，宽*厚为35.7mm*0.25mm。
37.对比例4以实施例1为基础，除铜网不同外，其余组分及制备方法皆与实施例1一致，其中铜网面密度330g/m2，宽*厚为35.7mm*0.25mm。
38.对比例5以实施例1为基础，除储氢合金粉和铜网不同外，其余组分及制备方法皆与实施例1一致，其中储氢合金粉中镍的含量为40wt％，铜网面密度为310g/m2，宽*厚为*35.7mm*0.25mm。
39.将实施例1-8及对比例1-5制备镍氢电池负极片的制作方法制作的负极片与市售的正极片，6mol/l的koh电解液进行组装后，制备镍氢电池，在不同倍率下进行放电容量测试，测试结果见表1。
40.表1不同倍率下的放电容量
将实施例1-8及对比例1-5制备镍氢电池负极片的制作方法制作的负极片进而制备的镍氢电池进行充放电测试(测试条件：1c充电/10c放电)，测试结果见表2。
41.表2放电测试项目放电平台/v实施例11.185实施例21.196实施例31.186实施例41.190实施例51.197实施例61.200实施例71.193实施例81.188对比例11.130对比例21.123对比例31.124对比例41.122对比例51.120将实施例1-8及对比例1-5制备镍氢电池负极片的制作方法制作的负极片进而制备的镍氢电池进行循环充放电测试，循环充放电测试条件为：1c充/10c放电，循环100次循环圈数，测试结果见表3。
42.表3循环充放电测试项目放电效率/％实施例192.7实施例293.7实施例392.8实施例493.6实施例593.7实施例694.0
实施例793.2实施例893.1对比例181.8对比例282.3对比例380.8对比例477.1对比例574.4由实施例1-8、对比例1-5及表1、2、3可知，本技术制备镍氢负极片的制作方法制备的负极片进而制备的镍氢电池，工艺简单，综合性能优异，放电容量大，在10c放电倍率下，放电容量可为4365mah；进行充放电测试，放电平台可为1.2v；且经循环100次充放电测试，放电效率为94％，使得制备的镍氢电池可同时具有高容量、高倍率、高平台，打破了在实际应用中互相牵制的现象，解决了目前镍氢电池综合性能较低的问题。
43.由对比例1-5、实施例1及表1、2、3可知，本技术采用储氢合金粉中镍的含量为60-70wt％，铜网的面密度为260
±
20g/m2时，制备镍氢负极片的制作方法制备的负极片进而制备的镍氢电池，可同时具有高容量、高倍率、高平台。
44.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将ptfe乳液和去离子水混合后制备水剂，备用；s2、将储氢合金粉碾压至铜网上，制备待处理负极片；s3、将待处理负极片在水剂中浸泡后，再经烘干制备负极片；其中，所述s2中的储氢合金粉中镍的含量为60-70wt%；所述铜网的面密度为260
±
20g/m2。2.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s1中去离子水的电导率≤0.5μs/cm。3.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s1中ptfe乳液和去离子水的重量配比为1：（14-18）。4.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s2中储氢合金粉的含量为23-24g。5.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s2中储氢合金粉还包括以下重量分数原料：mm20-33%、co1-3%、mn2-4%和al0.5-2%。6.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s2中待处理负极片的厚度为0.26-0.28mm。7.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s2中碾压的次数为2次；碾压力为280-320t。8.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s2中铜网宽*厚为35.5
±
0.2mm*0.24
±
0.01mm。9.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s3中浸泡时间为20-40s。10.根据权利要求1所述的一种镍氢电池负极片的制作方法，其特征在于，所述s3中烘干温度为150-180℃；烘干时间为5-10s。

技术总结
本申请为电池材料制备技术领域。本申请公开了一种镍氢电池负极片的制作方法，包括以下步骤：S1、将PTFE乳液和去离子水混合后制备水剂，备用；S2、将储氢合金粉碾压至铜网上，制备待处理负极片；S3、将待处理负极片在水剂中浸泡后，再经烘干制备负极片；其中，所述S2中的储氢合金粉中镍的含量为60-70wt%；所述铜网的面密度为260


技术研发人员：张井彪 许传宏
受保护的技术使用者：深圳市伟之冠电池有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/11