專利名稱：：制造鎳正電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到一種鎳-氫電池，更具體地，涉及到制造鎳正電極的方法，該方法能夠降低電池內(nèi)壓并延長使用壽命。在鎳-氫電池中，鎳正電極包括帶有許多小孔的多孔鎳收集器和填充在多孔鎳收集器的小孔中的正極活性物質(zhì)。鎳正電極通常由燒結(jié)方法制備。按照這種方法，將主要由鎳粉構(gòu)成的漿料涂覆在多孔鎳包覆的基體上、干燥并燒結(jié)以生成多孔鎳收集器。然后，將如此制得的多孔鎳收集器順序地浸漬到鎳鹽溶液和堿性溶液中，重復(fù)多次以使氫氧化鎳沉淀在鎳收集器的多個孔中，再使其于堿性溶液中經(jīng)過成形，最終制得此電極。燒結(jié)型鎳正極有極好的耐久性。然而，此種電極電容量小，制造工藝本身復(fù)雜，且制造周期長。為克服上述缺點，從自八十年代末涂膏方法在實際中得以應(yīng)用。按照此方法，摻混有導(dǎo)電劑和粘合劑的氫氧化鎳活性物質(zhì)涂膏用噴涂或用輥涂覆在諸如泡沫鎳或鎳氈類的多孔鎳收集器上，接著干燥，由此制成鎳正極。在涂膏方法中，因為多孔鎳收集器按平均計算有許多大孔隙，因此容易將活性物質(zhì)填入孔中，且填充物質(zhì)的量大。由此，相比較于燒結(jié)式而言，涂膏型鎳正電極提高了電極容量，也簡化了制造工藝。由于這些優(yōu)點，在制造鎳-氫電池的鎳正電極中已經(jīng)主要采用涂膏方法。由于用作活性物質(zhì)的氫氧化鎳是不導(dǎo)電的，已進(jìn)行許多研究通過加入鈷化合物、金屬化合物或任意其他導(dǎo)電劑使氫氧化鎳具有導(dǎo)電性。鈷化合物用作導(dǎo)電劑是最優(yōu)選的。包含在鎳正電極中的鈷化合物在激活電池的過程中溶解在堿性電解質(zhì)中形成了鈷絡(luò)合物離子。此鈷絡(luò)合物離子以氫氧化鈷的形式沉淀在氫氧化鎳表面，然后在初始充電階段被氧化成具有高導(dǎo)電性的氧-氫氧化鈷，結(jié)果形成導(dǎo)電膜，由此改進(jìn)了鎳正極的導(dǎo)電性。換句話說，鈷化合物對于改善鎳正電極的導(dǎo)電性是很好的。然而，直到氧-氫氧化鈷膜形成在正電極的鎳活性物質(zhì)的表面上，氫氧化鎳的荷電量是不夠的，并且所相當(dāng)?shù)碾妼W(xué)性只起到負(fù)電極的放電儲存室的作用。如果放電儲存室的尺寸增大，則充電儲存室減小。結(jié)果，在過充電過程中生成的氧氣不能完全移走，這樣會引起電池內(nèi)壓升高。此外，因為氧-氫氧化鈷膜沒有有效地和均勻地在活性物質(zhì)表面形成，則應(yīng)該加入大量的導(dǎo)電材料，那么活性物質(zhì)的用量減少，這樣就會導(dǎo)致電池容量和性能的降低。為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適合于上述鎳正電極的制造方法。因此，為達(dá)到第一目的，提供一種制備含有作為活性物質(zhì)主要成份的氫氧化鎳的鎳正電極的方法，該方法包括下述步驟在氧化氣氛下，于堿性溶液中混合氫氧化鎳和導(dǎo)電劑并攪拌，以形成活性物質(zhì)涂膏；再將活性物質(zhì)涂膏涂覆到多孔鎳收集器上，并干燥被涂覆的鎳收集器。在本發(fā)明的制造方法中，導(dǎo)電劑較佳是氧化鈷，更優(yōu)選是一氧化鈷。還有30～40％的氫氧化鉀溶液優(yōu)選地用作堿性溶液。根據(jù)本發(fā)明，氧化氣氛是通過在40～80℃的空氣中加熱反應(yīng)物來完成的，或者通過向反應(yīng)物中提供氧氣來完成。換句話說，氧化鈷同氧氣反應(yīng)并同時溶解在堿性溶液中，由此在氫氧化鎳表面上形成氧-氫氧化鈷膜。因此，避免了由于在初始充電階段較小的充電儲存室所導(dǎo)致的電池內(nèi)壓的提高。進(jìn)而延長了電池的使用壽命。盡管本發(fā)明在下面將結(jié)合實施例和比較例作更具體地說明，但本發(fā)明并不限于此。實施例1-6將12g的一氧化鈷加入到100g的球狀氫氧化鎳中。然后，按照表1所示的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)氫氧化鉀[KOH]溶液的濃度、混合時間和混合溫度后，將氫氧化鎳、一氧化鈷和KOH溶液混合，以形成A至F的活性物質(zhì)涂膏。表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="874">KOH溶液濃度混合時間混合溫度實施例1(涂膏A)35％1小時60℃實施例2(涂膏B)35％1小時45℃實施例3(涂膏C)35％1小時80℃實施例4(涂膏D)35％30分鐘60℃實施例5(涂膏E)31％1小時60℃實施例6(涂膏F)38％1小時60℃</table></tables>將各活性物質(zhì)涂膏填充到泡沫鎳中、干燥和輥涂，以形成A到F的鎳正電極。將鎳正電極與貯氫合金電極和聚丙烯無紡織物隔板裝配在一起制成電池A至F，其公稱電容量是1200mAh。然后，對A至F的各個電池分別進(jìn)行100次充放電循環(huán)，再對它們的內(nèi)壓和使用壽命進(jìn)行測量，所測得的結(jié)果列于下面表2中。參見表2，內(nèi)壓表示在1C電流下充電完成到200％時的最高壓力，而使用壽命表示電池容量變到初始容量的90％時的循環(huán)次數(shù)，它是通過重復(fù)充電和放電過程使得在IC電流下充電達(dá)到130％及在IC電流下放電達(dá)到1.0伏時所測得的數(shù)值。比較例1按照與上述實施例相同的方法制備電池G，所不同的是活性物質(zhì)涂膏是通過在室溫下按常規(guī)不加入堿性溶液的方法將氫氧化鎳和一氧化鈷混合。然后，再對按上述方法制得的電池的內(nèi)壓和使用壽命進(jìn)行測量，結(jié)果列于下表2中。在按照本發(fā)明制造正電極活性涂膏中，如果一種堿性溶液加入到反應(yīng)物質(zhì)中，并在高溫氧氣環(huán)境中混合，則氧-氫氧化鈷膜在氫氧化鎳表面形成，因此防止了充電儲存室尺寸的降低。故當(dāng)電池采用本發(fā)明的鎳正電極時，電池內(nèi)壓的升高受到抑制，且電池的使用壽命延長。權(quán)利要求1.一種制造含有氫氧化鎳作為主要活性成分的鎳正電極的方法，包括以下步驟在氧化氣氛下于堿性溶液中，將氫氧化鎳和一種導(dǎo)電劑混合并攪拌以形成活性物質(zhì)涂膏；和將此活性物質(zhì)涂膏涂覆到多孔鎳收集器上，再干燥已涂覆的鎳收集器。2.權(quán)利要求1的方法，其中導(dǎo)電劑是氧化鈷。3.權(quán)利要求2的方法，其中氧化鈷是一氧化鈷。4.權(quán)利要求1的方法，其中堿性溶液是30～40％的氫氧化鉀溶液。全文摘要本發(fā)明公開了一種制造鎳正電極的方法。在氧化環(huán)境下堿性溶液中,將氫氧化鎳與一種導(dǎo)電劑混合并攪拌以制備活性物質(zhì)涂膏。然后,將活性物質(zhì)涂膏涂覆到多孔鎳收集器上并干燥,由此制成鎳正電極。文檔編號H01M4/26GK1179017SQ97121468公開日1998年4月15日申請日期1997年10月9日優(yōu)先權(quán)日1997年10月9日發(fā)明者白旻善申請人:三星電管株式會社