一种碱性镍氢电池专用电解液的制作方法
专利名称：一种碱性镍氢电池专用电解液的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碱性镍氢电池专用电解液。
背景技术：
：碱性镍氢电池一般包括以氢氧化镍粉为主要成分的正极、以ABs储氢合金为主要成分的负极、碱性电解液和电池隔膜，共同密封在电池外壳内，然后将组装好的电池进行初次充电处理，以激活正极活性物质氢氧化镍和负极AB5储氢合金，使本身不具有导电性的氢氧化镍转化为具有导电性的三价e-羟基氧化镍。现有的碱性电解液通常以氢氧化钾水溶液为主，也有的为氢氧化钠、氢氧化锂水溶液。现有的镍氢电池电解液的密度一般为1.30g/ml，其缺点是在高温条件下使用时，充电效率会急剧下降，有效可使用时间短，寿命短；这主要是因为在常温下进行充电反应时，氢氧化镍的充电反应过电位大于碱性电解液产生氧气反应所需的过电位。 但在高温环境下工作时，镍正极的析氧电位大大降低，容易发生析氧副反应，导致大量的充电能量浪费在水的电解上，造成充电效率降低、电池放电容量下降，目前高温下容量普遍比常温下容量低30~50%。
发明内容本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种碱性镍氢电池电解液，以提高镍氢电池在高温环境下的放电容量，提高其充电效率，延长其使用寿命。本发明的技术方案是在密度为1.1～1.26g/ml的氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种或多种的碱性水溶液中添加添加剂钨酸晶体，碱溶液中钨酸的浓度为0.01～1.00mol/L。碱性镍氢电池电解液的制备方法包括以下步骤：1)选取氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种或多种，配制成密度为1.1～1.26g/ml的碱溶液，冷却至室温； 2)将钨酸晶体加入上述碱溶液中，控制碱溶液中钨酸的浓度为0.01～1.00mol/L，并不断搅拌，使钨酸晶体与碱性物质反应完成并完全溶解，配制成含有钨酸的碱性电解液。本发明的原理是加入的钨酸盐晶体与碱性电解液发生如下化学反应：H2WO4+2NaOH=+2H2O或H2WO4+2K0H=K2WO4+2H2O或H2WO4+2Li0H=+2H2O。由于生成的钨酸盐在正极表面形成一层包覆膜，这层包覆膜可以提高充电过程中析氧副反应的极化过电位，从而提高高温充电后期的电压平台。 这层镀膜使得Ni(0H)2的氧化过程更加容易进行，有效地抑制或延缓了氧气的析出，从而提高了电池的充电效率，增加了电池的放电容量。
涂覆在正极表面的涂膜还能阻止电池镍正极材料的自分解过程，让电池能够循环使用更多的次数，从而延长电池的寿命；另外钩酸与碱性氢氧化物的反应也在一定程度上降低了碱的浓度，同时也降低了强碱对储氢负极的腐蚀性，从而延长电池的寿命。 同时由于在高温下生成的Na2W(X或K2WO4或盐，有一部分会粘附在隔膜的微孔中，阻碍了电子的通过，对电池容量和高温电池自放电起到很好的作用。本发明的优点与没有添加钨酸添加剂的同类型镍氢电池相比，在40-70度不同温度条件下，其放电时间百分比由原来的35-65％提高到98-100％；其放电容量由不合格提高到合格，工作5年后，电池容量由几乎为0提高到初始容量的85％以上；并且制备方法简单，钨酸晶体用量很少，基本不增加成本，经济适用。具体实施方式实施例1：(1)用氢氧化钾配制成密度为1.1g/ml的碱性水溶液，冷却至室温； (2)将钨酸晶体加入上述碱性水溶液中，控制碱性溶液中钨酸的浓度为0.02mol/L，不断搅拌，使钨酸晶体与碱性物质发生反应并完全溶解，制得含钨酸的碱性电解液。实施例2：(1)用氢氧化钾和氢氧化钠配制混合密度为1.2g/ml的碱性水溶液，冷却至室温；(2)将钨酸晶体加入上述碱性水溶液中，控制碱性溶液中钨酸的浓度为0.5mol/L，不断搅拌，使钨酸晶体与碱性物质发生反应并完全溶解，制得含钨酸的碱性电解液。
实施例3：(1)用氢氧化钾和氢氧化锂配制成混合密度为1.3g/ml的水溶液，冷却至室温；(2)将钨酸晶体加入上述碱性水溶液中，控制碱性溶液中钨酸浓度为1.0mol/L，不断搅拌，使钨酸晶体与碱性物质发生反应并完全溶解，制得含钨酸的碱性电解液。实施例4：本实施例中，采用本发明的电解液和常规电解液，按照常规方法制备KH型镍氢高温电池，并在不同温度下测试电池的放电时间和放电容量。 结果见表1、表2。表1含钨酸碱性电解液电池不同温度下放电时间及放电容量测试结果表2常规碱性电解液高温电池不同温度下放电时间及放电容量测试结果由上可知，含钨酸碱性电解液电池在40-70度不同温度条件下的放电时间与不含钨酸的碱性电解液电池相比，其放电时间百分比由原来的35-65%提高到98-100%；其放电容量由不合格提高到合格。例5：两种电解液制成的KH型电池的电池容量耐久性试验（相当于正常工作5年）含钨酸碱性电解液的KH型镍氢高温电池的电池容量耐久性试验结果见表3。
表3 含钨酸碱性电解液高温电池容量耐久性试验结果不同温度下采用常规碱性电解液制成的KH-电池的放电时间和放电容量测试结果如表6所示。表6 不同温度下采用常规碱性电解液制成的电池的放电时间和放电容量实施例7：两种电解液制成的KH-电池容量耐久性试验结果含钨酸碱性电解液高温电池的电池容量耐久性试验结果（相当于正常运行5年）如表7所示。表7 含钨酸碱性电解液高温电池容量耐久性试验结果从结果可以看出，采用鸽子酸碱性电解液制成的KH-电池在正常运行5年后依然合格。 采用传统碱性电解液制成的KH-电池经过高温连续充电（相当于正常运行5年）后的耐久性试验结果如表8所示。采用传统碱性电解液制成的KH-电池由于在高温充电过程中内部腐蚀，在正常运行5年后，容量基本为零。
权利要求1.一种碱性镍氢电池电解液，其特征在于，在密度为1.1-1.26g/ml的氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种或多种的碱性水溶液中添加添加剂钨酸晶体，所述碱溶液中钨酸的浓度为0.01-1.00mol/L。2.一种碱性镍氢电池电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种或多种配制成密度为1.1-1.26g/ml的碱溶液，冷却至室温；2)将钨酸晶体添加到上述碱溶液中，控制碱溶液中钨酸的浓度为0.01-1./L，不断搅拌，使钨酸晶体与碱性物质反应完成并完全溶解，制备成含钨酸的碱性电解液。 全文摘要 本发明公开了一种碱性镍氢电池电解液。本发明是在密度为1.1～1.26g/ml的氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种或多种的碱性水溶液中添加钨酸晶体作为添加剂，所述碱性溶液中钨酸的浓度为0.01～1.00mol/L。与未添加钨酸作为添加剂的同类型镍氢电池相比，在40～70度不同温度条件下，放电时间百分比由原来的35～65％提高到98～100％；放电容量由不合格提高到合格。工作5年后，电池容量由几乎为0提高到初始容量的85％以上；且制备方法简单，钨酸晶体用量极少，成本基本不增加，经济适用。 文献号/公开日 2009年2月18日 申请日 2008年10月7日 优先权日 2008年10月7日 发明人 周建明、姚帅锋、杨树生、王彦军、高俊伟 申请人：湖南科利源新能源有限公司