專利名稱：鎳氫二次電池的再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎳氫二次電池的再利用方法。
鎳氫二次電池具有大能量密度和高能量效率的特點(diǎn)。由于鎳氫二次電池中反應(yīng)是基于其充放電時(shí)在活性材料之間移動(dòng)的氫離子的簡單反應(yīng)，因此鎳氫二次電池還具有的特征是，該電池能夠通過控制充放電狀況被密封，并且能夠獲得足夠長的循環(huán)壽命。
在這種鎳氫二次電池中，鎳氫氧化物被用作正電極的活性材料，而負(fù)電極由能夠吸氫的氫吸收合金作為負(fù)電極活性材料制成。此外，為了提高正電極活性材料的利用率，還包括鈷氧化物。堿性水溶液被用作電解質(zhì)。通過下面的反應(yīng)，對(duì)該電池執(zhí)行充放電。
正電極(充電)負(fù)電極(放電)把正極和負(fù)極彼此隔開的隔板由在堿性環(huán)境下穩(wěn)定的聚丙烯或類似物構(gòu)成。但是，聚丙烯親水性低，因此不能充分實(shí)現(xiàn)電池性能。為了克服這個(gè)問題，砜基作為親水基被化學(xué)地附著于聚丙烯纖維表面，從而聚丙烯無紡布的隔板顯示出高親水性并在堿性環(huán)境中穩(wěn)定。
由于其密封構(gòu)造，鎳氫二次電池具有優(yōu)越的性能，如免維護(hù)，或長壽命。但是，顯然，當(dāng)鎳氫二次電池在惡劣條件如高溫環(huán)境下使用或過量充電或過量放電時(shí)，隨之出現(xiàn)性能惡化。在正電極中，例如，沒有執(zhí)行上述正常充放電，K+離子、Na+離子和類似離子被正電極捕獲，產(chǎn)生γ-NiOOH。因而，正電極的容量減小。在負(fù)電極中，作為氫吸收合金的MmNi5-X-Y-ZAlxMnYCoZ(Mm鈰合金)或類似物溶解，在負(fù)電極的表面上產(chǎn)生Mm(OH)3，并且Al、Mn和Co也溶解，沉積為Al(OH)3、Mn(OH)2和Co(OH)2，導(dǎo)致負(fù)電極表面失去活性。這些沉積物也被正電極活性材料的晶體捕獲，降低其容量。
此外，負(fù)電極性能惡化產(chǎn)生的Mn離子，和電池反應(yīng)產(chǎn)生的氧原子團(tuán)可能作用在隔板上，破壞分子鏈以削弱其親水基團(tuán)。在此情況下，隔板的親水性能低，降低電池性能。
由于這些反應(yīng)，電解質(zhì)凝固(干涸)，導(dǎo)致充放電困難。(“凝固”表示如OH-離子在電解質(zhì)中變成Mm(OH)3，或正電極捕獲K+離子的現(xiàn)象。)通常，沒有性能已惡化的鎳氫二次電池再利用方法，因此它們被遺棄、或分解以再利用分解的零部件或材料。
用在鎳氫二次電池中的鈷作為自然資源較少，用在負(fù)電極中的鈰合金(Mm)昂貴。因此，最可取的是通過再生重新利用破壞的鎳氫二次電池，從而實(shí)現(xiàn)充放電性能。
本發(fā)明的目的是提供一種再利用破壞的鎳氫二次電池的方法。
根據(jù)本發(fā)明，在鎳氫電池再利用方法的第一種情況下，執(zhí)行把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
根據(jù)本發(fā)明，在鎳氫電池再利用方法的第二種情況下，執(zhí)行把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池以在正常溫度下清潔其內(nèi)部的步驟(B1)和把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池并使電池內(nèi)部保持在60±10℃的狀態(tài)的步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟。然后，執(zhí)行把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
根據(jù)本發(fā)明，在鎳氫電池再利用方法的第三種情況下，執(zhí)行把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池以在正常溫度下清潔其內(nèi)部的步驟(B1)和把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池并使電池內(nèi)部保持在60±10℃的狀態(tài)的步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟。然后，執(zhí)行在對(duì)鎳氫電池充電的方向(充電方向)上提供一個(gè)電流的步驟(C)，并且執(zhí)行把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
對(duì)于再利用方法的第一種情況下，執(zhí)行把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
新堿性電解液的例子包括一種氫氧化鉀水溶液氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀和氫氧化鈉混合物的水溶液。優(yōu)選使用成分和密度與要被再利用的鎳氫電池中使用的電解液相近的堿性電解液，可以使用含有4到5摩爾/L氫氧化鉀和2到3摩爾/L氫氧化鈉的堿性電解液。
通過執(zhí)行倒入新堿性電解液的步驟(A1)，能夠提供已經(jīng)被正電極捕獲并因而在電解液中變少的K+離子或Na+離子，導(dǎo)致鎳氫電池作為內(nèi)部阻抗小的高能電池能夠被重新利用和再循環(huán)。此外，再正電極附近，發(fā)生下面的反應(yīng)，并再活性材料表面上形成能夠作為活性材料的Ni(OH)2和Co(OH)2，使正電極的容量被恢復(fù)。
步驟(A1)包括向已經(jīng)存在于電池中的液體加入一種新堿性電解液，或向由于使用的堿性電解液凝固幾乎沒有剩余液體的電池中加入新堿性電解液。
通過執(zhí)行把鎳氫電池中的電解液排干，并倒入新電解液的步驟，雜質(zhì)如從氫吸收合金中溶解的鋁離子、鈷離子、或鎂離子被除去。因而，正電極表面上Al(OH)3、Mn(OH)2、和Co(OH)2的沉淀被限制，以防止正電極容量降低。比外，能夠提供K+離子和Na+離子，類似于步驟(A1)使破壞的電池被重新利用和再循環(huán)為內(nèi)阻抗小的高能電池。
在步驟(A2)中被排干的電解液可以是破壞的電池內(nèi)的舊電解液或在步驟(A1)中加入的新電解液。由于優(yōu)選連數(shù)執(zhí)行步驟(A1)和步驟(A2)，因此在在步驟(A1)中加入的新電解液被優(yōu)選。
在步驟(A1)和步驟(A2)中，優(yōu)選的是，向新堿性電解液加入還原劑。還原劑還原電解液中的金屬離子，如Ni2+、Co2+、La2+、或Mn2+，作為金屬沉淀在正電極和負(fù)電極的表面上，從而其導(dǎo)電性能被提高?？梢哉J(rèn)為正電極和負(fù)電極表面上的Ni和Co在此反應(yīng)中用作催化劑。還原劑也用于抑制氫吸收合金在該電解液中的溶解。因此，金屬氧化物的沉積造成的正電極容量進(jìn)一步降低被阻止。
還原劑的例子包括氫硼化鈉、氫硼化鉀、次磷酸鈉和次磷酸鉀。電解液中氫硼化鈉和氫硼化鉀的優(yōu)選量為0.01到0.3摩爾/L，次磷酸鈉和次磷酸鉀的優(yōu)選量為0.01到0.2摩爾/L。如果還原劑的量太大，再利用成本增加，并且發(fā)生各種問題諸如由于氫氣的產(chǎn)生造成的內(nèi)部壓力增加。
對(duì)于再利用方法的第二種情況，執(zhí)行把包含Ni離子、Co離子和La離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池以在正常溫度下清潔其內(nèi)部的步驟(B1)和把包含Ni離子、Co離子和La離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池并使電池內(nèi)部保持在60±10℃的狀態(tài)的步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟。
再傾倒包含Ni離子、Co離子和La離子中的至少一種的濃硫酸以在正常溫度下清潔電池內(nèi)部的步驟(B1)中，金屬例子如K+離子或Na+離子從γ-NiOOH形式的正電極活性材料中溶解下來，γ-NiOOH變化到β-NiOOH，這導(dǎo)致正電極的容量被恢復(fù)。溶解的金屬離子通過清楚操作被除去。
通過傾倒?jié)饬蛩?，沉積在負(fù)電極表面上并已經(jīng)被正電極活性材料晶體捕獲的Mm(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2、和Co(OH)2溶解在濃硫酸中。因此，由于正電極表面上沒有金屬氫化物沉淀，負(fù)電極的表面被激活，并且正電極的容量增加。
通過用濃硫酸清潔電池內(nèi)部，已經(jīng)脫離隔板的砜基被清洗并除去。因此，能夠有效地抑制內(nèi)阻抗。
在上面的反應(yīng)中，濃硫酸包括Ni離子、Co離子和La離子中的至少一種離子，以抑制正電極的Ni和Co中的至少一種和負(fù)電極的La的溶解。因此，優(yōu)選地，盡可能高地增加Ni離子、Co離子和La離子在濃硫酸中的濃度，更優(yōu)選地是，增加到其飽和濃度。
為了有效地實(shí)現(xiàn)上述濃硫酸的操作，優(yōu)選地是，通過濃硫酸執(zhí)行清潔操作至少三次?？梢杂脻庀跛岽鏉饬蛩帷５?，如果清潔后剩余有硝酸離子，重新利用的電池的自放電性能降低。因此，優(yōu)選地使用濃硫酸。
此外，通過執(zhí)行把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池并使電池內(nèi)部保持在60±10℃的狀態(tài)的步驟(B2)，新的砜基能夠形成在隔板表面上。因此，上述步驟(B1)的操作被實(shí)現(xiàn)，并且恢復(fù)隔板的親水性能。
如果在步驟(B2)的溫度低于50℃，難于在隔板表面上形成新的砜基。不好的是，如果溫度高于70℃，電極開始被腐蝕。最優(yōu)選的范圍是60±3℃。使電池保持在這樣的溫度下的優(yōu)選時(shí)間是至少30分鐘，更優(yōu)選的是60分鐘。如果少于30分鐘，被形成在隔板表面上的砜基的量太小，不能顯示親水性能。
在本發(fā)明的第二種情況中，執(zhí)行步驟(B1)和步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟后，執(zhí)行把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)涉驟。因此，硫酸被中和并除去。因此，通過第二種情況的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)類似于第一種情況的方法的操作優(yōu)越性。
根據(jù)本發(fā)明，通過鎳氫電池再利用方法的第三種情況，首先，通過濃硫酸的處理被執(zhí)行，它是步驟(B1)和步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟，類似于本發(fā)明再利用方法的第二種情況。
執(zhí)行步驟(B1)和步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟后，執(zhí)行在對(duì)鎳氫電池充電的方向(充電方向)上提供一個(gè)電流的步驟(C)，這導(dǎo)致濃硫酸中的Ni離子、Co離子和La離子向負(fù)電極移動(dòng)。此外，溶解在濃硫酸中的Al離子和Mn離子向負(fù)電極移動(dòng)。
因而，Ni離子、Co離子、La離子和Mn離子通過下面的反應(yīng)作為金屬沉淀在負(fù)電極上
沉積的金屬作為一種催化劑并形成一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)。因此，負(fù)電極的氫吸收合金的反應(yīng)活性提高。
步驟(C)優(yōu)選的電流密度范圍為3到5A/dm2。如果低于3A/dm2，上述反應(yīng)不能發(fā)生，如果高于5A/dm2，可能產(chǎn)生金屬的須狀沉淀。提供電流的優(yōu)選時(shí)間為30到60分鐘。如果少于30分鐘，上述反應(yīng)不充分，如果多于60分鐘，產(chǎn)生的正電極的成分可能與規(guī)定的一個(gè)不同。
在第三種情況的再利用方法中，步驟(C)之后，分別類以于第一種情況的方法的步驟(A1)和步驟(A2)中的至少一個(gè)被執(zhí)行。通過此方法，能夠?qū)崿F(xiàn)類似于第一種情況的操作優(yōu)越性。
通過執(zhí)行步驟(A1)和步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟，在正電極附近發(fā)生下面的反應(yīng)，類以于第一種情況的方法，從而在正電極活性材料表面上形成能夠用作活性材料的Ni(OH)2和Co(OH)2。使正電極的容量恢復(fù)。
在負(fù)電極附近，通過下面的反應(yīng)作為金屬沉積在負(fù)電極上
因而，Ni離子和Co離子的濃度分別被降低，從而Ni(OH)2和Co(OH)2幾乎不形成，以防止其沉淀造成的活性降低。
總之，通過本發(fā)明的鎳氫電池再利用方法，破壞的鎳氫電池的充放電性能能夠被恢復(fù)，并因而，破壞的鎳氫電池能夠被再次使用，這有助于節(jié)約地球的自然資源，并減少全部鎳氫電池的生產(chǎn)成本。
以下，將根據(jù)一些實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。實(shí)施例1本實(shí)施例基于本發(fā)明的第三種情況。
首先，制備電池容量為95000mAh、內(nèi)阻為6.5mΩ、體積為490cm3的鎳氫電池。通過向泡沫鎳基底施以氫氧化鎳粉末和金屬鈷粉末構(gòu)成的一種活性材料制備正電極，負(fù)電極是由MmNi5-x-y-zAlxMnyCoz構(gòu)成的氫吸收合金基底，隔板是通過在聚丙烯無紡布中引入砜基制備的。
如此制備的鎳氫電池在室溫下通過一個(gè)3C的恒定電流被充電并通過一個(gè)3C的恒定電流被放電(以下被稱為3C-3C)。此充放電循環(huán)被重復(fù)到破壞電池。如此被破壞的電池容量為7450mAh，其內(nèi)阻為10.2mΩ，以下，如此被破壞的電池將被稱為“破壞的電池”。(1)步驟(B1)首先，金屬鎳被溶解在濃硫酸中從而使其中的Ni離子達(dá)到飽和濃度。接著，硫酸鈷被溶解使得Co離子達(dá)到飽和濃度。這樣，一種濃硫酸溶液被制備。然后，用如此制備的濃硫酸溶液代替破壞的電池中的電解質(zhì)的操作在常溫下被重復(fù)五次，從而用濃硫酸溶液清潔破壞的電池的內(nèi)部。然后，破壞的電池內(nèi)部被充滿濃硫酸溶液。(2)步驟(B2)接著，充滿濃硫酸溶液的破壞的電池被加熱到60℃并保持此溫度60分鐘。(3)步驟(B3)破壞的電池被冷卻到常溫。然后，電流密度為3到5A/dm2的電流在充電方向上被提供到破壞的電池30分鐘。(4)步驟(A1)然后，破壞的電池中的濃硫酸溶液被排干，并且破壞的電池內(nèi)部被重新充以一種新堿性電解質(zhì)三次，以通過這種新堿性電解質(zhì)清潔破壞地電池內(nèi)部，這種電解質(zhì)由4.25摩爾/L的氫氧化鉀、2.75摩爾/L的氫氧化鈉和作為還原劑的0.24次磷酸鉀構(gòu)成。(5)步驟(A2)
接著，破壞的電池內(nèi)部被充以上述新堿性電解質(zhì)并密封，這樣，獲得一個(gè)再生的電池。
如表1所示，再生的電池的電池性能為電池容量92000mAh、內(nèi)阻6.6mΩ，該性能分別接近起始性能。這樣，電池性能被充分地再生并恢復(fù)。容量再生比為23.5％。容量再生比是通過從再生電池容量減去破壞的電池容量獲得的恢復(fù)的電池容量與破壞的電池容量之比。
容量再生比=100×(再生電池的容量-破環(huán)的電池容量)/破壞的電池容量實(shí)施例2類似于實(shí)施例1的電池的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。如此破壞的電池的容量為10000mAh，其內(nèi)阻為53.2mΩ。
然后，與實(shí)施例1相同的處理被執(zhí)行，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池性能為電池容量82000mAh、內(nèi)阻9.2mΩ，該性能分別接近起始性能。容量再生比為72.0％。實(shí)施例3除了電池容量為7000mAh、內(nèi)阻3.0mΩ、體積為350cm3不同外，類似于實(shí)施例1的電池的一個(gè)鎳氫電池被制備。如此制備的電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為6800mAh，其內(nèi)阻為10.5mΩ。
然后，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的再生電池的性能為電池容量6820mAh、內(nèi)阻3.2mΩ，該性能分別接近起始性能。
這樣，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為0.3％。實(shí)施例4類似于實(shí)施例3的電池的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為6950mAh，其內(nèi)阻為12.1mΩ。
然后，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量6950mAh、內(nèi)阻3.3mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為0％。實(shí)施例5除了電池容量為4500mAh、內(nèi)阻為8.5mΩ、體積為48cm3不同外，類似于實(shí)施例1的電池被制備。如此制備的電池在室溫下通過3C-3C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為2200mAh，其內(nèi)阻為18.2mΩ。
然后，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量4200mAh、內(nèi)阻8.6mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為90.1％。實(shí)施例6除了電池容量為2300mAh、內(nèi)阻為6.0mΩ、體積為25cm3不同外，類似于實(shí)施例1的電池被制備。如此制備的電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為890mAh，其內(nèi)阻為45.0mΩ。
然后，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量2010mAh、內(nèi)阻6.1mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為125.8％。實(shí)施例7除了電池容量為1100mAh、內(nèi)阻為8.2mΩ、體積為20cm3不同外，類似于實(shí)施例1的電池被制備。如此制備的電池在60℃下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為0mAh，其內(nèi)阻為無窮大mΩ。
然后，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量950mAh、內(nèi)阻9.2mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。
容量再生比為無窮大％。實(shí)施例8類似于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在50℃下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為12000mAh，其內(nèi)阻為112.5mΩ。
然后，除了步驟(A2)中的堿性電解質(zhì)不包括次磷酸鈉和氫硼化鈉外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量85300mAh、內(nèi)阻10.2mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為610.8％。實(shí)施例9類以于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在50℃下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為59300mAh，其內(nèi)阻為23.3mΩ。
然后，除了步驟(A2)中的堿性電解質(zhì)包括取代次磷酸鈉的0.3摩爾/L的氫硼化鈉外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量78500mAh、內(nèi)阻10.2mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為32.4％。實(shí)施例10類以于實(shí)施例3的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為5800mAh，其內(nèi)阻為102.4mΩ。
然后，除了步驟(A2)中的堿性電解質(zhì)與實(shí)施例9相同外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量6530mAh、內(nèi)阻4.5mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為12.6％。實(shí)施例11類似于實(shí)施例3的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為5920mAh，其內(nèi)阻為114.3mΩ。
然后，除了不執(zhí)行步驟(B2)和步驟(A1)外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量6580mAh、內(nèi)阻4.4mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為11.1％。實(shí)施例12類似于實(shí)施例5的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為1238mAh，其內(nèi)阻為145.4mΩ。
然后，除了既不執(zhí)行步驟(B2)也不執(zhí)行步驟(A1)外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量4200mAh、內(nèi)阻10.2mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為239.6％。實(shí)施例13類似于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為45000mAh，其內(nèi)阻為98.4mΩ。
然后，除了不執(zhí)行步驟(B1)外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量87000mAh、內(nèi)阻15.2mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為93.3％。實(shí)施例14類似于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為4200mAh，其內(nèi)阻為157.3mΩ。
然后，除了只執(zhí)行步驟(B1)和步驟(A2)外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量65000mAh、內(nèi)阻12.3mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為54.8％。實(shí)施例15類似于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為75000mAh，其內(nèi)阻為15.3mΩ。
然后，除了只執(zhí)行步驟(B1)和步驟(A2)外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量89000mAh、內(nèi)阻7.2mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為18.7％。實(shí)施例16類似于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為0mAh，其內(nèi)阻為無窮大mΩ。
然后，除了只執(zhí)行步驟(B2)和步驟(A2)外，破壞的電池經(jīng)過與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量75000mAh、內(nèi)阻10.4mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為無窮大％。實(shí)施例17類似于實(shí)施例1的一個(gè)鎳氫電池在室溫下通過1C-1C被重復(fù)充放電直到破壞電池。破壞的電池的容量為250mAh，其內(nèi)阻為140.2mΩ。
然后，破壞的電池經(jīng)過除了只執(zhí)行步驟(A2)外與實(shí)施例1相同的處理，從而獲得一個(gè)再生電池。如表1所示，獲得的電池的電池性能為電池容量1800mAh、內(nèi)阻8.9mΩ，該性能分別接近起始性能。因此，電池性能被充分再生并恢復(fù)。容量再生比為620％。
表1
(○執(zhí)行 -不執(zhí)行)
表1-續(xù)
表1-續(xù)
從前面的實(shí)施例顯然可知，通過本發(fā)明的再利用方法，破壞的鎳氫電池的充放電性能被恢復(fù)，從而使其再生并被再利用。
由于已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，可以理解，本發(fā)明不局限于描述的實(shí)施例，而且，另一方面，試圖覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同裝置。
權(quán)利要求
1．一種再利用鎳氫電池的方法，包括把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的鎳氫電池再利用的方法，其中在執(zhí)行步驟(A1)之后步驟(A2)被執(zhí)行。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的鎳氫電池再利用的方法，其中所說的新堿性電解液包括一種還原劑。
4．一種再利用鎳氫電池的方法，包括把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池以在常溫下清潔其內(nèi)部的步驟(B1)和把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池并使電池內(nèi)部保持在60±10℃的狀態(tài)的步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟；和把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的鎳氫電池再利用方法，其中在執(zhí)行步驟(A1)之后步驟(A2)被執(zhí)行。
6．根據(jù)權(quán)利要求4鎳氫電池再利用的方法，其中所說的新堿性電解液包括一種還原劑。
7．根據(jù)權(quán)利要求4鎳氫電池再利用的方法，其中在步驟(B1)和步驟(B2)中至少一個(gè)步驟被重復(fù)執(zhí)行至少三次后，步驟(A1)和步驟(A2)中至少一個(gè)步驟被執(zhí)行。
8．根據(jù)權(quán)利要求4的鎳氫電池再利用方法，其中，在步驟(B2)中保持電池內(nèi)部狀態(tài)在溫度60±10℃的時(shí)間至少為30分鐘。
9．一種鎳氫電池再利用方法，包括把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池以在正常溫度下清潔其內(nèi)部的步驟(B1)和把包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸倒入鎳氫電池并使電池內(nèi)部保持在60±10℃的狀態(tài)的步驟(B2)中的至少一個(gè)步驟；在對(duì)鎳氫電池充電的方向(充電方向)上提供一個(gè)電流的步驟(C)；和把新的堿性電解液倒入鎳氫電池的步驟(A1)和排干鎳氫電池中的液體并在其中倒入新的堿性電解液的步驟(A2)中的至少一個(gè)步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的鎳氫電池再利用方法，其中在執(zhí)行步驟(A1)之后步驟(A2)被執(zhí)行。
11．根據(jù)權(quán)利要求9鎳氫電池再利用的方法，其中所說的新堿性電解液包括一種還原劑。
12．根據(jù)權(quán)利要求9鎳氫電池再利用的方法，其中在步驟(B1)和步驟(B2)中至少一個(gè)步驟被重復(fù)執(zhí)行至少三次后，步驟(A1)和步驟(A2)中至少一個(gè)步驟被執(zhí)行。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的鎳氫電池再利用方法，其中，在步驟(B2)中保持電池內(nèi)部狀態(tài)在溫度60±10℃的時(shí)間至少為30分鐘。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的鎳氫電池再利用方法，其中在步驟(C)中的電流密度范圍為3到5 A/dm2。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的鎳氫電池再利用方法，其中用于提供電流的時(shí)間為30到60分鐘。
全文摘要
一種再利用破壞的鎳氫電池的方法。包含鎳離子、鈷離子和鑭離子中的至少一種的濃硫酸被例入鎳氫電池,并且鎳氫電池的內(nèi)部被濃硫酸清潔。該電池內(nèi)部狀態(tài)被保持在60±10℃的溫度,并且在對(duì)鎳氫電池充電的方向上提供一個(gè)電流。然后,電池內(nèi)部被清潔并充滿一種包含還原劑的堿性電解質(zhì)。因而,γ－NiOOH變化到β－NiOOH以恢復(fù)正電極的容量,并且Mm(OH)
文檔編號(hào)H01M10/42GK1213190SQ9812053
公開日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1998年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月25日
發(fā)明者蓑原雄敏 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社