[发明专利]一种负极双面涂层的低温镍氢电池

说明书

本发明提供了一种负极双面涂层的低温镍氢电池，包括外壳和内芯，所述内芯包括正极片、负极片、位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜、与所述正极片及所述负极片相接触的电解质，其特征在于，所述负极片包括基体、覆盖在基体第一面上的低温涂层、覆盖在基体第二面上的高容量涂层；所述低温涂层含有第一储氢合金，所述第一储氢合金为La_1‑x‑yEu_xY_yNi_4.05Mg_0.20Co_0.60Al_0.15；所述高容量涂层含有第二储氢合金，所述第二储氢合金为La_1‑aSc_aNi_3.65Mg_0.20Co_1.00Al_0.15。本发明的镍氢电池，在低温环境下充放电时，开始启动阶段采用低温涂层反应，随着充放电过程中的自发热，高容量负极合金粉涂层参与反应，从而提高电池性能。

技术领域

本发明涉及镍氢电池领域，具体涉及一种负极双面涂层的低温镍氢电池。

背景技术

镍氢电池是一种由储氢合金和球形氢氧化亚镍两种主要材料制作而成的蓄电池，电量储备比镍镉电池更高，重量比镍镉电池轻，使用寿命长，而且无记忆效应，由于镍氢电池不含镉元素，对环境无污染。因此，镍氢电池在当今社会中被作为一种绿色环保的可充电电池而广泛使用。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池要差，镍氢电池无记忆效应。镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍，负极活性物质为金属氧化物，也称贮氢合金，电解液为氢氧化钾。充电时，负极吸收氢原子，存储在合金中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍(NiOOH)和H₂O；放电时活性氢原子从合金中释放出来，转换成水，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

放电容量是评价镍氢电池性能的一个重要指标，放电容量越高，电池的持续放电时间越长，往负极材料中加入Pr和Nd元素，可以提高电池的放电容量，但是Pr和Nd元素产量稀缺，价格昂贵，做成电池成本太高。公开号为CN106532022A的中国发明专利《一种无镨钕长寿命镍氢电池负极用储氢材料》公开了一种无镨钕长寿命镍氢电池负极用储氢材料，该储氢材料使用La、Ce、Sm、Y而代替Pr和Nd，其放电容量最高能达到372mAh/g，但是其稳定性较差，在放电容量为150mAh/g左右其放电电压变化较大。

镍氢电池在低温条件下其内部的活性物质活性降低，以使内阻升高，电化学反应减弱，一般使用的低温吸氢合金粉质量比容量偏低，不适用于较高容量电池，造成的结果是，5号镍氢电池一般容量很难超过1800mAh。

为了改善镍氢电池在低温条件下的电容量，公开号为CN1971979A的中国发明专利《可用于低温镍氢电池的负极贮氢材料及其电池》公开了一种可用于低温镍氢电池的负极贮氢材料及其电池，其成分组成为La_xCe_yPr_zNi_mCo_nMn_uAl_v，得到的电池在-30°时放电容量能达到280mAh/g，但电池在-40°时普遍的放电容量为30mAh/g左右，得不到很好的改善；而且Ce为重金属元素，其电池废弃品含有镉会对环境带来污染问题；Pr元素为稀有元素，价格昂贵，不提倡使用。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种负极双面涂层的低温镍氢电池，在负极片的基体第一面上的覆盖一层低温涂层，在负极片的基体第二面上的覆盖一层高容量涂层；当电池在低温环境下充放电时，开始启动阶段采用低温涂层反应，随着充放电过程中的自发热，高容量负极合金粉涂层参与反应，从而提高电池性能。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：