一种自增稠粘合剂的制备方法 本发明涉及到一种自增稠粘合剂的制备方法,以及将它作为镍氢电池材料的粘合剂,用于制作镍氢电池正极片。
粘合剂在镍氢电池中的作用是将镍粉粘结在一起,通过成形工艺过程制成予烧结的正极片。所以,粘合剂的性能直接影响到正极片的质量和正极的成片率,从而影响了镍氢电池的性能。目前,在镍氢电池中使用的正极粘合剂通常是羧甲基纤维素钠(CN1076313A)。它的最大缺点是价格昂贵,可调整的粘度范围小,不利于生产工艺的要求,正极的成片率仅有95%。本专利发明的自增稠粘合剂具有良好的粘结性和韧性、粘度的调整范围大、制作镍氢电池正极时成片率达到97%的。使用该种正极制作的镍氢电池具有良好充放电效率和充放电循环性。
本发明包括一种新型的正极粘合剂的制备方法,以及使用该粘合剂与镍粉均匀混合制成粉浆,经拉浆工艺将粉浆涂覆在基板镍网地两侧,然后在700~900℃烧结20~30分钟获得具有微孔结构、高比表面积的正极片。其中粘合剂的用量为1%~6%。粘合剂的组分和含量如下:
丙烯酸(或α-甲基丙烯酸)80%~90%
丙烯酸酯(或α-甲基丙烯酸酯)5%~10%
异丙基丙烯酰胺1%~5%
自交联单体0.5~2%
碱1%~5%
其中丙烯酸酯包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯;自交联单体包括:邻苯二甲酸二乙烯酯、邻苯二甲酸二丙烯酯;碱包括:氨水、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等强碱的水溶液。本发明的百分比除非另有说明,均为重量百分比。自增稠粘合剂的制作:
取丙烯酸(或α-甲基丙烯酸)90%~95%、丙烯酸酯5%~10%、异丙基丙烯酰胺1%~5%及自交联单体0.5~1.5%。其中丙烯酸酯包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯;自交联单体包括:邻苯二甲酸二乙烯酯、邻苯二甲酸二丙烯酯。以过氧化苯甲酰为引发剂,85~95℃的条件下,在120号汽油或石油醚中用悬浮聚合法共聚3~5小时,获得粉末状的共聚物。然后,将共聚物1~3g溶入100g水中,并加入碱1%~5%,搅拌均匀后获得粘度为800~1000厘泊的镍氢电池正极粘合剂。
使用本发明的自增稠粘合剂制成予烧结的镍氢电池正极片,并在700~900℃烧结成镍氢电池的正极,并组装成镍氢电池。
采用本专利发明制做的镍氢电池克服了以往镍氢电池的缺点,取得了如下的发明效果:(1)提高了镍氢电池正极的成片率1%~2%;(2)降低了镍氢电池正极片的成本5%~10%;(3)粘度可在5×102-2×103范围内调整。
以下通过实施例讲述本发明的详细过程,提供实施例是为了理解的方便起见,决不是限制本专利发明。[实施例1]粘合剂的制作:取丙烯酸10g、异丙基丙烯酰胺0.35g、邻苯二甲酸二丙烯酯0.15g、120号汽油150mL,以过氧化苯甲酰为引发剂,采用悬浮聚合的方法,在90~93℃下反应4小时获得粉末状的共聚物。然后,将2g共聚物溶入100g水中,并加入5%的氨水使体系的pH>12,搅拌均匀后获得粘度为800~1000厘泊的镍氢电池正极粘合剂。电池正极粘合剂。
使用上述方法制做的粘合剂,制做烧结式镍氢电池正极片,并组装成AA型镍氢电池。(见附表1和附表2)[实施例2]粘合剂的制作:取丙烯酸10g、异丙基丙烯酰胺0.4g、邻苯二甲酸二丙烯酯0.1g、120号汽油150mL,以过氧化苯甲酰为引发剂,采用悬浮聚合的方法,在92~93℃下反应3小时获得粉末状的共聚物。然后,将共聚物2g溶入100g水中,并加入1.5g氢氧化钾使体系的pH>12,搅拌均匀后获得粘度为800~1000厘泊的镍氢电池正极粘合剂。
使用上述方法制做的粘合剂,制做烧结式镍氢电池正极片,并组装成AA型镍氢电池。(见附表1和附表2)[实施例3]粘合剂的制作:丙烯酸10g、异丙基丙烯酰胺0.3g、邻苯二甲酸二丙烯酯0.12g、石油醚150mL,以过氧化苯甲酰为引发剂,采用悬浮聚合的方法,在92~93℃下反应3小时获得粉末状的共聚物。然后,将2g共聚物溶入100g水中,并加入1.5g的氢氧化钾使体系的pH>12,搅拌均匀后获得粘度为800~1000厘泊的镍氢电池正极粘合剂。
使用上述方法制备的粘合剂,制做烧结式镍氢电池正极片,并组装成AA型镍氢电池。(见附表1和附表2)[实施例4]粘合剂的制作:α-甲基丙烯酸10g、异丙基丙烯酰胺0.4g、邻苯二甲酸二丙烯酯0.1g、石油醚150mL,以过氧化苯甲酰为引发剂,采用悬浮聚合的方法,在92~93℃下反应3小时获得粉末状的共聚物。然后,将2.5g共聚物溶入100g水中,并加入1.5g氢氧化钾使体系的pH>12,搅拌均匀后获得粘度约为1500厘泊的镍氢电池正极粘合剂。
使用上述方法制备的粘合剂,制做烧结式镍氢电池正极片,并组装成AA型镍氢电池。(见附表1和附表2)[比较例]1.取3g羧甲基纤维素钠溶入100mL的水中,获得镍氢电池正极粘合剂。2.使用上述方法制做的粘合剂,使用上述方法制备的粘合剂,制做烧结式镍氢电池正极片,并组装成AA型镍氢电池。(见附表1和附表2)附表1: 开路电压 放电容量循环次数 实施例1 1.22v 1100mAh/g >300 实施例2 1.22v 1100mAh/g >300 实施例3 1.22v 1100mAh/g >300 实施例4 1.22v 1100mAh/g >300 比较例1 1.22v 1100mAh/g >300
附表2 成片率(%) 成本下降的比率(%) 实施例1 97% 10% 实施例2 97% 10% 实施例3 97% 8% 实施例4 97% 8% 比较例 95% 0