一种镍氢电池电解液及镍氢电池的制作方法
专利名称：一种镍氢电池电解液及镍氢电池的制造方法
技术领域：
本发明属于镍氢电池领域，具体涉及一种镍氢电池电解液及使用该电解液的镍氢电池。
背景技术：
镍氢电池是一种容量高、充放电性能好、污染小的化学电源，广泛应用于电子、通讯、电动汽车等领域。镍氢电池的研究涉及面很广，其中提高电池容量是一个重要方面。目前，提高镍氢电池容量的方法有：改进电池制备工艺或结构，增加电极集流体上电极活性物质的量（即提高电极集流体上电极活性物质的密度）；增加正极活性物质的质量，适当减少负极活性物质的质量；采用高容量的球形镍及合金。以上方法虽然可以提高电池容量，但也存在一些问题，增加电极集流体上电极活性物质的量，会增加电极片的厚度，组装后电池会更加紧凑，占用空间会减小，容量的提高有限，而且不利于电极片电解液的浸润。 另外隔膜容易被极片刺破，形成电池内部短路，增加正极活性物质的质量，适当减少负极活性物质的质量，不利于提高电池安全性。
发明内容
为了解决镍氢电池因增加电极活性物质包覆量而限制容量，且容易引起电池短路的技术问题，本发明首先提供了一种镍氢电池电解液，包括碱金属氢氧化物，所述碱金属氢氧化物提供的氢氧离子浓度为5.0～9.0mol/L，还包括可溶性硫化物，所述可溶性硫化物的浓度不超过5mol/L。为了解决镍氢电池因增加电极活性物质包覆量而限制容量，且容易引起电池短路的技术问题，包括电池外壳、电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在所述电池外壳内，所述电极组包括依次卷绕或堆叠的正极、隔膜和负极，其中所述电解液为本发明提供的电解液。 使用本发明提供的电解液的镍氢电池IEC容量提高2％～6％，且电池不存在短路、漏液等安全问题。
具体实施方式为了解决由于增加电极活性物质包扎量而限制镍氢电池容量，且容易引起电池短路的技术问题，本发明首先提供一种镍氢电池电解液，包括碱金属氢氧化物和可溶性硫化物，碱金属氢氧化物提供的氢氧离子浓度为5.0-9.0mol/L，可溶性硫化物浓度不超过5mol/L。碱金属氢氧化物的选用没有特殊限制，本发明中可以采用镍氢电池电解液中常用的氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)。可溶性硫化物的选择没有特殊限制，本发明中可以采用硫化钠(Na2S)、硫化钾(K2S)等。 在电池充电过程中，可溶性硫化物电离出的硫离子被氧化成单质硫，单质硫在正极间隙中生长。放电时，硫被还原为硫离子并放出电荷。此过程可以在不增加正极活性物质包扎量的情况下提高电池容量。发明人发现，使用硫化钠时，提高电池容量的效果略优于硫化钾，因此优选使用硫化钠作为可溶性硫化物。硫化钠的浓度优选为0.5-5.0mol/L，更优选为3.2-3.5mol/L。硫化钠浓度过低不会明显提高镍氢电池的容量，浓度过高会使电池内阻增大。硫化钠浓度为0.5-5.0mol/L时，可以在提高电池容量的同时，将电池内阻控制在合理范围内； 当硫化钠浓度为3.2-3.5mol/L时，提高电池容量和控制内阻的效果最好，可使电池容量提高近6%，而内阻的增加不超过7%。电解液中的碱金属氢氧化物优选包括氢氧化钾和氢氧化锂，氢氧化钾和氢氧化锂的摩尔浓度比为6:7，有利于提高电池的容量保持率。本发明的具体实施方式
本发明还提供了一种镍氢电池，包括电池外壳、电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在所述电池外壳内，所述电极组包括依次卷绕或堆叠的正极片、隔膜和负极片，所述电解液为本发明的具体实施方式
提供的电解液。镍氢电池的活性材料、导电添加剂、集流体、隔膜的配制或选择，以及电池的制备方法均为镍氢电池领域的现有技术，与本发明的发明关系不大，在此不再详述。实施例11、电解液的制备将15g氢氧化钾、1g氢氧化锂、10g硫化钠、40g水加入烧杯中，搅拌使固体物质完全溶解，配制成镍氢电池电解液。KOH、LiOH、Na2S的浓度分别为6.75mol/L、1.0mol/L、3.25mol/L。 2、镍氢电池正极片以100g包钴镍球(河南科隆)，1g导电剂氧化钴(广州兴利泰)，4g CMC(羧甲基纤维素钠)和5g PTFE(聚四氟乙烯，选用PTFE作为电池粘结剂)为粘结剂，加30g水混合，搅拌均匀后涂在泡沫镍上，干燥、压制、切片，即得.0mmX0.66mm正极片；3、镍氢电池负极片以100g储氢合金，1g导电剂镍粉(金川产)，4g CMC和5g PTFE为粘结剂，加10g水混合，搅拌均匀后涂在镀镍钢带上，干燥、压制、切片，即得。4、 镍氢电池的制备将上述制备的正负极按照正极片、隔膜(电池用聚丙烯隔膜，市售)、负极片的顺序堆叠卷绕，注入步骤1得到的电解液2.1ml，加盖、密封。
0.IC充电3小时)，得到成品电池。对比例1 同实施例1的方法，不同之处在于不使用本发明提供的电解液(即电解液中不含可溶性硫化物)。实施例2 同实施例1的方法，不同之处在于K0H、LiOH、Na2S的浓度均为7.25mol/L，
1.5mol/L、3.0mol/L。比较例2
参照实施例2的方法，不同之处在于电解液中不含可溶性硫化物。实施例3参照实施例1的方法，不同之处在于KOH、LiOH、Na2S的浓度分别为6.0mol/L、1.0mol/L、3.25mol/L。对比例3参照实施例3的方法，不同之处在于电解液中不含可溶性硫化物。表1实施例电解液配方
权利请求
1.一种镍氢电池电解液，包括碱金属氢氧化物，所述碱金属氢氧化物提供的氢氧根离子浓度为5.0～9.0mol/L，其特征在于，还包括可溶性硫化物，所述可溶性硫化物的浓度不超过5mol/L。
2.根据权利要求1所述的镍氢电池电解液，其特征在于：所述可溶性硫化物为硫化钠。
3.根据权利要求2所述的镍氢电池电解液，其特征在于：硫化钠的浓度为0.5～5.0mol/L。
4.根据权利要求3所述的镍氢电池电解液，其特征在于：硫化钠的浓度为3.2～3.5mol/L。
5.根据权利要求4所述的镍氢电池电解液，其特征在于，所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钾和氢氧化锂，且氢氧化钾和氢氧化锂的摩尔浓度比为6:7。
6.一种镍氢电池，包括电池壳、极片组和电解液，所述极片组和电解液密封在所述电池壳内，所述极片组包括依次卷绕或堆叠的正极片、隔膜和负极片，其特征在于：所述电解液为权利要求1至5任一项所述的电解液。
全文摘要
本发明属于镍氢电池领域，为了解决镍氢电池因增加电极活性物质包覆量而导致容量受限，且电池容易发生短路的技术问题，本发明首先提供了一种镍氢电池电解液，包括碱金属氢氧化物，所述碱金属氢氧化物提供的氢氧离子浓度为5.0～9.0mol/L，还包括可溶性硫化物，所述可溶性硫化物的浓度不超过5mol/L。使用本发明提供的电解液的镍氢电池IEC容量提高2％～6％，且电池不存在短路、漏液等安全问题。
文件号码/
公开日期 2012 年 3 月 14 日 申请日期 2010 年 8 月 19 日 优先权日期 2010 年 8 月 19 日
发明人：谢洪波申请人：比亚迪股份有限公司