[发明专利]一种镍氢电池的负极活性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍氢电池的负极活性材料，还涉及该负极活性材料的制 备方法。

背景技术

与目前还在使用的镍镉电池相比，镍氢电池具有比能量高、无镉的污染、 对环境友好等优点，因此镍氢电池具有更好的应用前景。

但是镍氢电池随着充放电循环的不断进行，镍氢电池的负极活性材料储 氢合金粉末的抗氧化能力也不断下降。尤其是电池过充电时，正极析出的氧 气会进一步促使储氢合金的氧化，导致储氢合金负极的实际储氢能力下降， 即储氢合金负极充电接受能力下降。这样又会导致电池充电时内部氢分压上 升，从而导致电池内压上升。电池内压升高到一定程度，电池安全阀会打开 放出电池内部蓄积的气体，同时电解液也会随之溢出，因而造成电解液损失， 电池内阻增大。因此，随着电池充放电循环的进行，镍氢电池的放电容量不 断下降，最终缩短了电池的循环寿命。

日本特开平JP6-215765公开了一种碱性蓄电池，该碱性蓄电池包括主 要由金属氧化物构成的正极、主要由储氢合金粉末构成的负极、隔膜和碱性 电解液，其中，所述负极包括储氢合金粉末和选自由Y、Y₂O₃、Y(OH)₃和 Y₂(SO₄)₃或它们的混合物组成的组的任意含钇的材料，使储氢合金表面被覆 这种材料。通过该技术方案可以解决过充电时由正极产生的氧气将储氢合金 氧化，从而使电池的内阻升高、充放电循环性能变差的问题。

但是，上述方案仅能解决储氢合金本身抗氧化能力降低的问题。由于镍 氢电池在充电过程中，负极存在析氢的副反应，同时电池在过充时正极析出 氧气。虽然设计镍氢电池时负极容量高于正极容量，但由于储氢合金负极氢 氧复合速度较慢，仍会使产生的氢、氧气体在电池内部蓄积，导致电池内压 上升。当电池内压升高到一定程度，电池安全阀仍会打开，电解液随气体一 起溢出，使电解液的量减少，内阻增大，电池放电容量下降，最终导致电池 循环寿命缩短。因此，在上述方案中，电池的循环寿命仍有待提高。

日本特开平JP2001-164329公开了一种储氢合金、储氢合金电极、镍氢 蓄电池以及储氢合金的制备方法，所述储氢合金包括储氢合金颗粒和在该储 氢合金表面被覆的复合体，所述复合体含有选自镍和钴中至少一种的第一元 素，和选自钇、镱、镧、铒、铋、铈、镨、钕和钙中至少一种的第二元素。 采用该储氢合金作为镍氢电池的负极活性材料，通过镍和/或钴对氢氧复合反 应的作用，可以加快氢氧的复合，从而减少蓄积在电池内部的气体。因此可 以进一步提高电池的充放电循环寿命。

在该专利申请中，所公开的储氢合金的制备方法包括，使用含有上述第 一元素和上述第二元素的镀液进行非电解镀覆，在储氢合金颗粒表面形成镀 覆层。但该制备储氢合金的方法非常繁琐，使由此方法制备的上述储氢合金 的成本很高，并因此使镍氢电池的成本提高。并且第二元素中钇、镱、镧、 铒、铋、铈、镨、钕和钙为非常活泼的金属，不易还原成金属而镀覆到储氢 合金颗粒的表面，会使镀覆效果较差，因而不能达到预期的电池循环寿命提 高的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中储氢合金的成本较高，且制备方 法繁琐的缺陷，提供一种成本较低，且制备方法简单，同时能使电池达到较 高的充放电循环寿命的镍氢电池的负极活性材料及其制备方法。

本发明提供了一种镍氢电池的负极活性材料，该负极活性材料含有储氢 合金粉末，其中，所述负极活性材料还含有添加剂粉末，所述添加剂粉末均 匀分散在所述储氢合金粉末中，所述添加剂粉末为镱与镍和/或钴的合金粉 末。

本发明还提供了该镍氢电池负极活性材料的制备方法，该方法包括，将 储氢合金粉末与添加剂粉末混合均匀，所述添加剂粉末为镱与镍和/或钴的合 金粉末。

从理论上来说，按照日本特开平JP2001-164329所公开的储氢合金，由 于是将含有第一元素和第二元素的复合体被覆在储氢合金的表面，因而会充 分保护被包覆的储氢合金不被氧化，使该储氢合金的抗氧化能力和氢氧复合 能力应该优于本发明的仅仅是简单混合的负极活性材料。