发明名称 氢电池,正电极以及正电极之活化材料及其制造方法
摘要 本案提供一种具有增加的循环寿命之氢储存电池及其制造方法。此电池具有负电极与正电极。负电极具有电化学地活化负材料与负电极载量,而正电极系电化学连接至负电极,且具有正电极载量以及拥有预充电量之电化学地活化正材料。亦说明于此的是一种供氢储存电池使用之正电极材料及其制造方法。正电极材料包含预先氧化的正活化材料,其乃部分未被氧化。预先氧化的材料可能用以提供预充电量至正电极。
申请公布号 TW552738 申请公布日期 2003.09.11
申请号 TW091114241 申请日期 2002.06.28
申请人 奥马尼克电池股份有限公司 发明人 费麦克;杨国雄;菲克莉
分类号 H01M8/22 主分类号 H01M8/22
代理机构 代理人 黄庆源 台北市大安区敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种氢储存电池,包含:负电极,具有电化学活化负材料,其具有活化负材料与负电极载量;以及正电极,电化学地连接至负电极,该正电极具有电化学活化正材料、预充电荷量与正电极载量。2.如申请专利范围第1项所述之氢储存电池,其中该正电极预充电量在组装后系以足够补偿任何自我充电之数量被提供至负电极。3.如申请专利范围第1项所述之氢储存电池,其中:负电极具有预充电量;电池系正向受限;以及正电极预充电量系大于或等于该负预充电量。4.如申请专利范围第1项所述之氢储存电池,其中该电池更包含过量充电储存槽,过量放电储存槽,与超过的负载量;超过的负载量系于过量充电储存槽与过量放电储存槽之间被平衡。5.如申请专利范围第1项所述之氢储存电池,其中该正电极更包含一个或更多用以提高导电性之添加物,该添加物之氧化提供一次自我充电至负电极,正预充电量系以足够平衡一次自我充电之数量被提供。6.如申请专利范围第1项所述之氢储存电池,其中该正电极系未被烧结,且电化学活化正材料包含复数个预先氧化的微粒。7.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中该正电极在电池组装之后更包含复数个未氧化之正活化材料微粒。8.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒系为3%至75%未被氧化。9.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒系局部地未被氧化。10.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒具有遍及每个微粒之氧化与未氧化之正活化材料之分布。11.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒包含氢氧化正镍化合物材料与氢氧化镍材料。12.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒具有大于1%未被氧化之表面。13.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒具有系1%至50%被氧化之体积。14.如申请专利范围第6项所述之氢储存电池,其中每个预先氧化的微粒具有3%至35%被氧化之体积。15.如申请专利范围第1项所述之电池,其中该负电极包含选自由AB2,变化AB2.TiZrVNiCr,或变化TiZrVNiCr材料所组成之群组之电化学氢储存合金。16.如申请专利范围第1项所述之电池,其中该负电极包含选自由AB5,变化AB5,与其他ABx材料所组成之群组之电化学氢储存合金。17.一种用以制造氢储存电池之方法,包含以下步骤:提供负电极,其具有负活化材料与过量充电储存槽;提供正电极,其具有正活化材料;在正常电池循环之前,以足够补偿负电极之自我充电之数量提供预充电量至正电极;及在电化学电池单元中电化学地连接负电极与正电极。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该负电极具有少于正电极之预充电量之预充电量。19.如申请专利范围第17项所述之方法,更包含使电池电性形成,以实质上平衡在负电极与正电极之间之充电分布。20.如申请专利范围第17项所述之方法,更包含使电池热形成,以实质上平衡在负电极与正电极之间之充电分布。21.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该正电极系未被烧结,正活化材料包含复数个微粒,其具有氢氧化镍材料与氢氧化正镍化合物材料。22.如申请专利范围第17项所述之方法,更包含藉由下述步骤形成正电极,这些步骤包含:结合复数个部分氧化之活化镍微粒与未氧化之活化镍微粒,并形成混合物至未被烧结的电极中。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中部分氧化之活化镍微粒系为3%至55%被氧化。24.如申请专利范围第22项所述之方法,其中部分氧化之活化镍微粒系为10%至70%被氧化。25.如申请专利范围第22项所述之方法,更包含:提供电化学不可逆的添加物至正电极,其有助于单次充电至负电极;及以足够实质上补偿单次充电之数量,将预先氧化的正活化材料添加至负电极。26.如申请专利范围第25项所述之方法,其中该添加物包含下述组成物之一者或更多者:Co与CoO。27.如申请专利范围第25项所述之方法,其中该添加物包含非可逆的氧化剂,其具有除镍或钴化合物之外之高于3+之原子价。28.一种供氢储存电池使用之正电极材料,包含:预先氧化的正活化材料,该预先氧化的正活化材料系局部地未被氧化。29.如申请专利范围第28项所述之正电极材料,其中该预先氧化的正活化材料系为复数个部分氧化之微粒。30.如申请专利范围第29项所述之正电极材料,其中该等微粒具有5至100微米之平均微粒尺寸,而每个微粒系为1至99%被氧化。31.如申请专利范围第29项所述之正电极材料,其中该等微粒系为3%至70%被氧化。32.如申请专利范围第29项所述之正电极材料,其中该等微粒系为10至55%被氧化。33.如申请专利范围第29项所述之正电极材料,其中每个微粒包含氢氧化镍材料与氢氧化正镍化合物材料。34.如申请专利范围第32项所述之正电极材料,其中该氢氧化镍材料与氢氧化正镍化合物材料系实质上均匀分布遍及每个微粒中。35.如申请专利范围第28项所述之正电极材料,其中每个微粒具有70%或更少被氧化之表面。36.如申请专利范围第28项所述之正电极材料,其中每个微粒具有30至97%未被氧化之表面。37.如申请专利范围第28项所述之正电极材料,其中每个微粒具有3%至75%被氧化之主体或中心部分。38.一种用以制造活化镍材料的方法,该活化镍材料系供氢储存电池之正电极使用,包含以下步骤:形成以氧化剂的形式存在之氢氧化镍微粒。39.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该等氢氧化镍微粒系以氧化剂的形式存在面相继地成长,以部分氧化每个微粒。40.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该形成步骤更包含:提供具有第一氧化程度之活化材料种子,并在种子附近成长活化材料,在种子附近之活化材料具有第二氧化程度。41.如申请专利范围第40项所述之方法,其中该第二氧化程度系为0%或约0%。42.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该等微粒系成长于氧化溶液中,以提供氧化与未氧化之活化材料遍及每个微粒中。43.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该等微粒系藉由金属复合物形成与崩溃而成长,以形成凝结物。44.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该形成氢氧化镍微粒之步骤包含:于反应器中混合金属离子溶液、铵溶液、金属氢氧化物与氧化剂。45.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该金属离子溶液系为金属硫酸盐溶液。46.如申请专利范围第45项所述之方法,其中该铵溶液系为氢氧化铵,而该金属氢氧化物系为氢氧化钠。47.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该金属离子溶液包含一个或更多的馈送流,该馈送流系被配方以产生具有基底金属组成物之活化镍材料,该金属组成物系选自由NiCo、NiCoZn、NiCoZnMg、NiCoZnMgCa、与NiCoZnMgCaCu所组成之群组。48.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该反应器系连续被搅拌。49.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该氧化剂系选自由氯酸盐、次氯酸盐、过氧化物、高锰酸盐,与硝酸盐所组成之群组。50.如申请专利范围第49项所述之方法,其中该氧化剂系为次氯酸钠(sodium hypocniorate)。图式简单说明:图1系为依据本发明之制造预先氧化的正活化材料之方法制程图;图2a系为依据本发明之预先氧化的正活化材料之剖面图;图2b系为依据本发明之预先氧化的正活化材料之剖面图;图3系为习知之氢储存电池单元与依据本发明之平衡之氢储存电池单元之比较图;及图4显示在对照样品与准备依据本发明之样品间之比较结果。
地址 美国