本发明涉及本发明涉及锂电池技术领域,尤其涉及锂电池及其生产工艺。
背景技术:
锂电池可用于诸如移动电子设备、手机、便携式电脑等的电源。作为可再充电的电池比一般的铅蓄电池、镍镉电池等每单位重量的能量密度大两倍或更多倍的能量密度。尤其电动汽车迅速发展,锂电池二次充电高能量更加突出。但现有技术中,锂电池的生产工艺复杂,原材料不普及,所生产的锂电池成本高、循环寿命较短、容量低。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是:提供一种锂电池,解决现有锂电池容易低、生产工艺复杂、原料不普及、容量低、循环寿命低等问题。
本发明进一步解决的技术问题是:提供一种锂电池的生产工艺,解决现有锂电池容易低、生产工艺复杂、原料不普及等问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
提供一种锂电池,包括正极和负极;锂电池的正极材料为一种包括氢氧化亚钡、镍合金粉、黏结剂和羧甲基纤维素钠组成的正极粉混合物。
较佳地,所述正极粉配方按质量份为:
较佳地,所述黏结剂为聚四氟乙烯;镍合金粉的粒度<0.10mm,氢氧化亚钡为分析纯。
锂电池的负极材料为一种包括储氢合金粉、黏结剂、羧甲基纤维素钠组成的负极粉混合物。
较佳地,所述负极粉配方按质量份为:
储氢合金粉90~100
黏结剂10~40
羧甲基纤维素钠10~40。
较佳地,所述黏结剂为聚四氟乙烯,储氢合金粉粒度<0.10mm。
所述锂电池为mh-ni电池,其化学反应式:
(-)m/mh∣koh(6mol/l)∣ni(oh)2/niooh(+),
其中m代表储氢合金,mh代表金属氢化合物。
锂电池的反应方程式如下:
电池反应
正极
负极
本发明还提供生产所述的锂电池的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一,配比正极和/或负极粉混合物;
步骤二,正极和/或负极粉混合物制成糊状:将步骤一的负极粉混合物加入去离子水混合研磨制成糊状;
步骤三,将正极和/或负极粉糊状混合物滚刷到发泡镍一面和/或另一面形成正极和/或负极;步骤四,干燥烧结;
步骤五,切片获得成品。
所述步骤二中加温40~60℃;所述步骤三中泡发镍的面密度420±30g/m2,空隙率:96.5%;所述步骤四是在120℃下烧烤40min,干燥后电极片在25mpa下保持1min。
本发明的有益效果是:
采用上述配方及生产工艺后,本发明的锂电池产品的生产,操作方便,工艺适用范围宽,且材料易得,产品的使用寿命长,环保高效。工作温度范围在0~60℃内,样品电池容量为0.6a·h,能量密度为130w·h/kg,循环寿命可达3500次。另外,本发明成本低,便于推广应用。
下面对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的各实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的锂电池,其正极材料为一种包括氢氧化亚钡、镍合金粉、黏结剂和cmc(羧甲基纤维素钠)组成的正极粉混合物。
在一些实施例中,所述正极粉配方为(按质量份):
作为一种实施方式,所述正极粉配方为(按质量份):
作为另一种实施例,正极粉配方为(按质量份):
其中,黏结剂为ptfe(聚四氟乙烯),较佳地,镍合金粉的粒度<0.10mm,氢氧化亚钡为分析纯。
氢氧化亚钡是一种无色透明结晶粉末,剧毒,具有强腐蚀性。是溶于水的碱之一,溶于水的碱还有:氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化锶、氢氧化钙(微溶),但氢氧化钡ba(oh)2具有强碱性,氧化腐蚀强,ba(oh)2能从空气中吸收二氧化碳,转变成碳酸钡。反应式为:
ba(oh)2+co2=baco3↓+h2o
氢氧化钡与镍合金粉反应生成氧化镍,在电解液的作用下与负极氢氧化物易发生转换反应,允许了镍离子容易嵌入和脱嵌,确保了足够的电导率,提高了电池的能量密度,延长了电池的循环使用寿命。
锂电池正极的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,配比正极粉混合物:将氢氧化亚钡、镍合金粉、黏结剂ptfe(聚四氟乙烯)、cmc(羧甲基纤维素钠)按上述配方配料;
步骤二,正极粉混合物制成糊状:将步骤一的正极粉混合物加入去离子水混合研磨制成糊状,为促进混合,加温40~60℃;
步骤三,将糊状混合物滚刷到发泡镍一面形成正极:滚刷涂层厚度要均匀、填实;使用对滚工序,其径向施力均匀,速度衡定,对滚四道;其中,泡发镍的面密度420±30g/m2,空隙率:96.5%;
步骤四,干燥烧结:在120℃下烧烤40min,干燥后电极片在25mpa下保持1min,烧烤后片材不掉渣且表面无划伤等缺陷;
步骤五,切片:成片后其成品的厚度误差在0.1um~0.15um,因此获得锂电池正极。
本发明锂电池的负极材料为一种包括储氢合金粉、黏结剂、cmc(羧甲基纤维素钠)组成的负极粉混合物。
在一些实施例中,所述负极粉配方为(按质量份):
储氢合金粉90~100
黏结剂10~40
cmc(羧甲基纤维素钠)10~40。
作为一种实施方式,所述负极粉配方为(按质量份):
储氢合金粉90~100
黏结剂30
cmc(羧甲基纤维素钠)30。
作为另一种实施例,负极粉配方为(按质量份):
储氢合金粉100
黏结剂15
cmc(羧甲基纤维素钠)15。
其中,黏结剂为ptfe(聚四氟乙烯),较佳地,储氢合金粉:粒度<0.10mm。
锂电池负极的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,配比负极粉混合物:将储氢合金粉、黏结剂ptfe(聚四氟乙烯)和cmc(羧甲基纤维素钠)按上述配方配料;
步骤二,负极粉混合物制成糊状:将步骤一的负极粉混合物加入去离子水混合研磨制成糊状,为促进混合,加温40~60℃;
步骤三,将糊状混合物滚刷到发泡镍另一面形成负极:滚刷涂层厚度要均匀、填实;使用对滚工序,其径向施力均匀,速度衡定,对滚四道;其中,泡发镍的面密度420±30g/m2,空隙率:96.5%;
步骤四,干燥烧结:在120℃下烧烤40min,干燥后电极片在25mpa下保持1min,烧烤后片材不掉渣且表面无划伤等缺陷;
步骤五,切片:成片后其成品的厚度误差在0.1um~0.15um,因此获得锂电池负极。
按上述方法制备出电池正负极后与绝缘膜等其它部件组装于电池壳内形成mh-ni电池锂电池。
mh-ni电池,其化学反应式:(-)m/mh∣koh(6mol/l)∣ni(oh)2/niooh(+)其中m代表储氢合金,mh代表金属氢化合物,反应方程式如下:
电池反应
正极
负极
储氢合金m主要分为稀土系列、钛系、镁系、锆系等四大类,如:lani5,timn,mg2ni,zrni2等。
采用上述正、负配方工艺及后,本发明的锂电池,生产方便,工艺适用范围宽,充放电时间长,产品的使用寿命长。另外,本发明一种锂电池正、负极配方及发泡镍锂电池生产工艺成本低,便于推广应用。
可以理解,作为一种替代材料,使用上述实施例的正极或负极时,另一极可选用以下替代材料中的一种:
正极:钴酸锂(licoo2)、镍酸锂(linio2)、锰酸锂(limno4)、磷酸铁锂,
负极:碳/石墨,非碳的硅基材料,钛酸锂等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的保护范围由所附权利要求及其等同范围限定。