本发明专利技术涉及一种密封锌镍二次电池负极及使用此负极的密封锌镍二次电池的前处理
方法，其中锌负极包括负极集流体和以涂浆法涂覆于此集流体上的负极物质，负极物质是
指负极中含有的锌活性物质、粘结剂、导电剂和添加剂。而前处理方法包括电池化成和将
电池置于一定的环境中存放，使电池内部体系得到优化的步骤，通过此方法处理后，锌镍
二次电池的内部物质能够反应充分，减小了后期使用过程中锌负极的自腐蚀过程，电池体
系达到更理想的状态，使锌镍二次电池的自放电性能有很大的提高。通过上述各种措施可
以有效改善锌镍二次电池的体系稳定性，减小自放电，且此方法简单有效，基本不增加生
产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池制造领域，主要涉及一种密封锌镍二次电池负极，以及使用此负极的 电池在密封后出厂之前的一系列处理步骤，通过此步骤能使电池内部体系趋于稳定，并减 小电池体系内部副反应的进行，提高了电池的自放电性能。
技术介绍
近年来，随着数码类移动设备的普及，对移动电源的能量比、体积、使用寿命、大倍 率放电以及储存性能等要求也越来越高，同时还要满足环保的要求。因此现在在世界范围 内，各厂家与科研机构都在大力发展性能优良、无污染、价格便宜的商品电池。目前市场 中最常见的动力电池有铅酸蓄电池，锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池等。但这些电池都 有一些缺点，以至于制约了他们的进一步发展，其中锂离子电池的电压虽高，但是其成本 较高，且安全性较差，制备工艺较复杂，生产时对环境要求很高；镍氢电池的储氢合金成 本亦较高，且电池组一致性也有待提高；镍镉电池和铅酸电池虽然占据了较大的市场份额， 但是这两类电池能量密度比较低，商品电池一般只能达到30 50Whkg—、不适合在需要大量贮存能量又要移动的场合使用，对环境的危害又较为严重，不容易回收利用，此外欧盟已强制要求电池生产企业负担这些电池的废旧品处理，这些电池面临着欧美EUP指令(《用 能产品生态设计指令》)、WEEE指令(《关于报废电子电气设备指令》)和RoHs指令(《关于 在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》)三大壁垒，严重限制了他们的生产发展， 因此不能够长远持续的发展。开发环保绿色的二次化学电源已经成为当前一项十分必要和紧迫的任务，锌镍二次电 池以其优越的性能得到推崇，它同时具有以下多种优点1.比能量高(55-59.8Wh/kg); 2.比功率高(140-200W/kg); 3.开路电压高(1.75V); 4.原材料丰富廉价;5.大电流放电 性能非常优越。因此锌镍电池更适合作为各种移动通讯设备、小型电动工具、电动自行车、 电动吸尘器、电动模型及电动割草机等的动力电源。目前国内外的锌镍电池经过上百年的发展，最近几年已经开始实现产业化，己经有公 司陆续推出了锌镍方形电池和密封圆柱锌镍二次电池。但是发展到今天，锌镍二次电池主要存在的问题有自放电大、循环寿命短、负极枝晶生长和电极变形等问题仍然存在，而其 中负极形变厉害，自放电严重等问题仍然是目前制约其产业化的最主要的因素之一。 目前普遍认为的自放电大的主要原因可以归纳为1. 锌负极的活性物质活性过大，锌单质及其氧化物均为两性物质。在碱性电解液中 锌单质容易溶解，发生自腐蚀行为，并析出氢气。如电池内壳金属或集流体金属的析氢过 电位越低，则越容易发生这种腐蚀行为。而这种腐蚀行为产生的气体不仅使电池出现漏液， 鼓底，而且使自放电变大，严重影响电池使用。2. 负极极片强度不够，在电解液溶液的长期浸泡过程中，容易泡烂，变形，由锌负 极集流体上脱落。3. 电池内部含有的杂质，不稳定或者某些成分存在其他化学副反应。 为了解决电池的自己放电性能差，储存性能不好的的问题，针对自放电产生原因其方法可以为1 .抑制锌活性物质在碱性电解液中的腐蚀析氢行为。2. 使锌负极极片有较好的机械强度，不容易脱粉。3. 在锌负极中增加锌单质的含量，且改变锌单质与氧化锌的比例，使电池在前期化成 充电后有足够的锌单质。目前，针对锌镍二次电池主要存在的问题，专利CN201022083Y中，专利技术了锌镍二次 密封电池的金属外壳。此专利主要在金属外壳的内部壳底冲槽，以形成不同形状的连通的 气体复合通道，提高气体复合效率，以解决电池爬碱、漏液、鼓底、气胀等问题，此方法 有一定效果，但是效果有限。专利CN101202357中所述的电池壳和电池盖帽均采用铜或 者铜合金外壳。通过这些改善电池外壳的方法，虽能提高析氢过电位，但是使生产制造成 本增加。而在比亚迪公司的专利中，为避免锌负极与电池壳接触，在电池壳内壁上发生析 氢行为，圆柱电池极片巻绕方式设计与通常电池相反，为正极包裹负极，这样极片巻绕方 式会有以下缺点负极利用率较低，且容量不足，电池的循环寿命很短，因负极与钢壳接 触面积小，电池不能进行大倍率充放电，且需要对电池的外壳和电池盖帽进行改造。上述诸多方法中，对提高锌镍电池自放电性能能起到一定的效果，但效果有限，操作 繁琐，困难，且成本较高。因此，无论从从生产可操作性或者产品性能和成本出发，都需 要对锌镍二次电池生产工艺进行优化改进，寻找更简单使用的方法以提高电池性能，加快 其产业化速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种密封锌镍二次电池负极及使用此负极的密封锌镍二次电池 的前处理方法。本专利技术操作简单、效果明显、成本低廉，显著提高了二次锌镍电池的性能。 本专利技术的目的是通过以下方式实现的。一种密封锌镍二次电池负极，包括负极集流体和以涂浆法涂覆于集流体上的负极物 质。负极物质包括锌活性物质、粘结剂、导电剂和添加剂。所述的负极物质各组分的质量 百分含量为锌活性物质88~98%、粘结剂:0.1~5%、导电石墨1~6%、添加剂0.5~1%。所述的锌活性物质包括氧化锌和锌粉，其中锌粉的质量含量占负极物质质量的20~40%。所述的锌活性物质还可以有锌酸钙，锌酸钙的质量含量占负极物质质量的6~10%。 所述的氧化锌为药用级别，纯度不低于99%;锌粉为电解级别锌粉，颗粒大小不低于 300目。所述的粘结剂为HPMC与SBR的组合或者HPMC+BSS与SBR三者的组合；其中 HPMC或HPMC+BSS的质量含量占粘结剂质量的10~40°/。； HPMC与BSS的质量比例为 h 1。所述的添加剂包括金属化合物和非金属化合物。所述的金属化合物为氧化铟、氧化铝、锗酸盐、锡酸盐中的一种或几种；非金属化合 物为玻璃纤维、陶瓷纤维的一种或两种，所述的锗酸盐可以为偏锗酸钠，二锗酸钠等；锡酸盐为锡酸钠等。 所述的非金属化合物的质量含量不超过负极物质总质量的0.5%。所述的电池负极的密封锌镍二次电池的前处理方法，是将冲口密封化成后的二次电池 存放处理；存放处理过程为一次存放或二次存放； 一次存放是将化成后的电池经过一次高 温存放，或者一次常温存放；二次存放是将化成后的电池高温存放后常温存放、高温存放 后高温存放、常温存放后高温存放或者常温存放后常温存放。所述的高温存放的温度范围为30 8(TC，存储时间为2 10天，存放截止时，电池电压 不低于1. 5V。所述的常温存放温度为室温，存储时间为3~30天，存放截止时，电池电压不低于1. 4V。 所述的高温存放及常温存放均为电池完全放电后，再将电池0.1~1C充电100%~130% 后存放的过程。所述的化成过程为首次充电电流大小为0.1 0.7C，充电至设计容量的100%~150%， 冷却至室温后，首次放电电流大小为0.3 0.5C，放电截止电压不低于1.3V。6本专利技术具有以下优点1、 加入高纯度的电解级别锌粉，减少了电池内部副反应的发生，同时使初始锌单质 的含量较高，且电解几倍锌粉的活性不同于普通的试剂级别的锌粉。2、 本专利技术还设计将密封化成后的锌镍二次电池进行高温或常温的不同方式存储或存 储方式的组合存放一段时间，使负极中锌活性物质以及各中添加剂与电解液等充分反应， 在密封容器中达到较稳定的状态，使在后期存储以及使用过程中电极稳定一些，锌腐蚀行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种密封锌镍二次电池负极，包括负极集流体和以涂浆法涂覆于集流体上的负极物质，负极物质包括锌活性物质、粘结剂、导电剂和添加剂；其特征在于，所述的负极物质各组分的质量百分含量为：锌活性物质：８８～９８％、粘结剂：０．１～５％、导电石墨：１～６％、添加剂：０．５～１％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨占红，廖建平，王升威，胡俊，李景威，迟伟伟，王素琴，曾利辉，
申请(专利权)人：杨占红，廖建平，王升威，胡俊，李景威，迟伟伟，王素琴，曾利辉，
类型：发明
国别省市：43
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