CN102800869A - 一种镍基碱性二次电池的正极制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍基碱性二次电池正极制备方法，包括如下步骤：（1）制备正极原材料，正极原材料包括：纳米石墨粉导电剂、纳米管、氧化钇、氢氧化钙、超级电容材料[CoAl(OH)4]OH的粉晶、粘结剂PVDF、余量为正极活性材料[Ni4Al(OH)10]OH，（2）制备正极材料浆料，将过筛后的正极原材料粉末转入搅拌机中，向正极原材料粉末分别依次加入去离子水、PTFE乳液以及CMC增稠剂，搅拌制得正极材料浆料；（3）涂布、干燥、剪切将上述正极浆料经间歇涂布工序，单面或者双面涂敷在泡沫镍集流体上，碾压成片做成电极片，干燥后，剪切成预定规格的正极片。本发明制备的正极片，经电池厂家的试用，与市场上的其它正极相比，电池容量极大提高，放电性能显著改善，使用寿命得到有效的延长。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池正极制备方法，尤其涉及一种镍基碱性二次电池的正极制备方法。
背景技术
镍基碱性二次电池包括金属氢化物镍电池(以下简称镍氢电池)、镉镍电池、铁镍电池、锌镍电池等等，它们均使用氢氧化镍作为正极材料。其中，金属氢化物镍电池是一种新型高能二次电池，具有较高的能量密度、良好的耐过充、大电流充放电能力，使用成本低，且容易密封、无记忆效应以及环境相容性好等优良性能。随着电子产品的高速发展，便携式的电子移动设备得到广泛的应用。伴随电子移动设备的推广，对其内使用的环境污染低、可多次循环使用的镍基碱性二次电池的需求也越来越大；除了对电池容量的需求变高以外，对电池的使用寿命也提出了较高的要求。因此迫切需要提供一种可使镍基碱性二次电池容量大、使用寿命长的正极材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种镍基碱性二次电池正极制备方法，使用该方法制备的正极的镍基碱性二次电池由于正极成分中具有超级电容性能的材料以及导电剂的适当的配比，使其大电流充放电性能及其在大电流充放电条件下的循环性能大大提高，并延长了使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供的一种镍基碱性二次电池正极制备方法包括如下步骤：
步骤1，制备正极原材料
正极原材料的组分质量百分比为：
余量为正极活性材料[Ni4Al(OH)10]OH；
将上述配比的材料放入球磨机中球磨2-3小时，混合均匀，用300目筛子过筛，得到正极原材料粉末，备用；
步骤2，制备正极材料浆料
将过筛后的正极原材料粉末转入搅拌机中，向正极原材料粉末分别依次加入占正极原材料粉末总质量30-40％的去离子水、10-20％的浓度为60wt％的PTFE乳液以及5-10％的增稠剂，加入真空搅拌槽内，设置真空搅拌器转速设置为40r/s，搅拌时间设置为30min，搅拌完成后开启真空管阀，制得正极材料浆料；
步骤3，涂布、干燥、剪切
将上述正极浆料经间歇涂布工序，单面或者双面涂敷在泡沫镍集流体上，碾压成片做成电极片，干燥后，剪切成预定规格的正极片。
其中，步骤1中所述粘结剂优选为PVDF。
其中，步骤1中所述非镍金属氢氧化物优选为氢氧化钙。
其中，步骤2中增稠剂优选为CMC增稠剂。
本发明制备的正极片，经电池厂家的试用，与市场上的其它正极相比，电池容量极大提高，放电性能显著改善，使用寿命得到有效的延长。
具体实施方式
实施例一
制备正极原材料
正极原材料的质量配比为（按质量百分比）：
余量为正极活性材料[Ni4Al(OH)10]OH
将上述配比的材料放入球磨机中球磨2小时，混合均匀，用300目筛子过筛，得到正极原材料粉末，备用。
制备正极材料浆料
将过筛后的正极原材料粉末转入搅拌机中，向正极原材料粉末分别依次加入占正极原材料粉末总质量30％的去离子水、10％的浓度为60wt％的PTFE乳液以及5％的CMC增稠剂，加入真空搅拌槽内，设置真空搅拌器转速设置为40r/s，搅拌时间设置为30min，搅拌完成后开启真空管阀，制得正极材料浆料。
涂布、干燥、剪切
将上述正极浆料经间歇涂布工序，单面或者双面涂敷在泡沫镍集流体上，碾压成片做成电极片，干燥后，剪切成预定规格的正极片。
将制造的镍基碱性二次电池正极片，与镍基碱性二次电池负极极片，聚乙烯动力电池专用隔膜，5M的氢氧化钾水溶液电解质，组装圆柱形动力电池，在放电截止电压为1.5V、3C条件下充放电性能测试，电池充放电循环寿命（容量保持率不低，即放电容量不低于设计容量的80％时的充放电循环次数，以下同。）403次。
实施例二
制备正极原材料
正极原材料的质量配比为（按质量百分比）：
余量为正极活性材料[Ni4Al(OH)10]OH
将上述配比的材料放入球磨机中球磨3小时，混合均匀，用300目筛子过筛，得到正极原材料粉末，备用。
制备正极材料浆料
将过筛后的正极原材料粉末转入搅拌机中，向正极原材料粉末分别依次加入占正极原材料粉末总质量40％的去离子水、20％的浓度为60wt％的PTFE乳液以及10％的CMC增稠剂，加入真空搅拌槽内，设置真空搅拌器转速设置为40r/s，搅拌时间设置为30min，搅拌完成后开启真空管阀，制得正极材料浆料。
涂布、干燥、剪切
将上述正极浆料经间歇涂布工序，单面或者双面涂敷在泡沫镍集流体上，碾压成片做成电极片，干燥后，剪切成预定规格的正极片。
将制造的镍基碱性二次电池正极片，与镍基碱性二次电池负极极片，聚乙烯动力电池专用隔膜，5M的氢氧化钾水溶液电解质，组装圆柱形动力电池，在放电截止电压为1.5V、3C条件下充放电性能测试，电池充放电循环寿命（容量保持率不低，即放电容量不低于设计容量的80％时的充放电循环次数，以下同。）421次。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做出的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种镍基碱性二次电池正极制备方法，包括如下步骤：
步骤1，制备正极原材料
正极原材料的组分质量百分比为：
纳米石墨粉导电剂 5-8%
碳纳米管 1-3%
氧化钇 1-2%
非镍金属氢氧化物 2-4%
超级电容材料 [CoAl(OH)4]OH的粉晶 10-20％
粘结剂 5-10%
余量为正极活性材料[Ni4Al(OH)10]OH；
将上述配比的材料放入球磨机中球磨2-3小时，混合均匀，用300目筛子过筛，得到正极原材料粉末，备用；
步骤2，制备正极材料浆料
将过筛后的正极原材料粉末转入搅拌机中，向正极原材料粉末分别依次加入占正极原材料粉末总质量30-40%的去离子水、10-20%的浓度为60wt%的PTFE乳液以及5-10%的增稠剂，加入真空搅拌槽内，设置真空搅拌器转速设置为40r/s，搅拌时间设置为30min，搅拌完成后开启真空管阀，制得正极材料浆料；
步骤3，涂布、干燥、剪切
将上述正极浆料经间歇涂布工序，单面或者双面涂敷在泡沫镍集流体上，碾压成片做成电极片，干燥后，剪切成预定规格的正极片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述粘结剂为PVDF。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述非镍金属氢氧化物为氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中增稠剂为CMC增稠剂。
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