[发明专利]纳米碳素技术修饰球形氢氧化镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池材料的制备方法，具体涉及一种镍电极用正极材料—球形氢氧化镍的纳米碳素修饰方法。

背景技术

镍电极是碱性镉镍、铁镍、氢镍、锌镍电池的正极，而镍电极高功率性能的提高对所有镍电极的碱性蓄电池的技术水平都获得提高。特别是目前高功率，长寿命，低成本的镍氢电池的发展，以满足混合动力汽车，动力汽车，电动自行车，电动摩托车，电动工具等行业的迫切需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型纳米碳素技术修饰球形氢氧化镍的制备方法，用该材料作为正极材料的碱性蓄电池具有高放电电压平台、低内阻的特性，适用于高功率放电的碱性蓄电池，降低了镍、钴的使用量，成本较常规碱性蓄电池下降了约20％。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种纳米碳素技术修饰氢氧化镍的方法，包括下列步骤：

(1)向0.05～0.1mol/L的氢氧化纳溶液中加入Ni(OH)₂，使Ni(OH)₂的浓度达到0.1～5mol/L，并加入Ni(OH)₂质量的5～10％的石墨，制得混合液；

(2)将混合液在40～100℃并搅拌下置于电场中，按每平方厘米0.05～0.5mA的电流密度通入直流电进行反应，电场阴阳极两端的槽电压为1.5～1.85V；

(3)将混合液在40～80℃下沉淀搁置后，通入超声波对混合液震荡2～5h；

(4)将混合液静置沉淀、过滤、洗涤、干燥后得到纳米碳素修饰的氢氧化镍。

本发明的目的具体可以通过以下措施达到：

一种新型纳米碳素技术修饰球形氢氧化镍的制备方法，包括下列步骤：

(1)用去离子水配制氢氧化纳溶液，浓度5-10％mol/L；

(2)称取0.1～5mol/L的Ni(OH)₂粉末和按Ni(OH)₂的5～10％的质量比的高纯胶体石墨混合均匀，加入到氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，保持溶液温度在40～100℃；

(3)在混合反应槽中施于电场，并按每平方厘米0.05-0.5mA的电流密度通入直流电于反应槽中，同时进行搅拌，阴阳极两端的槽电压为1.5～1.85V；

(4)将反应溶液在40～80℃沉淀静置；

(5)通入超声波对反应溶液震荡2～5h，对反应粒子进行乳化、雾化处理；

(6)将反应溶液静置，沉淀，过滤；

(7)将过滤沉淀物用40～100℃的去离子水洗直至无碱液；

(8)将反应沉淀物在40～120℃真空干燥。

在步骤(3)中的搅拌速度为每分钟500～1500转；以镍金属板作为阴阳极；反应时间为2～5h。

在步骤(4)中的沉淀搁置时间为12h～24h。。

在步骤(6)中沉淀静置时间2～10h。

本发明的优点是：

1.本发明对球形氢氧化镍的修饰，采用在碱性条件下，辅以电场，在球形氢氧化镍的颗粒上生长高度取向的高导电性的纳米碳素，代替了在球镍表面覆钴的方法，本发明在均匀的液相制备，在最佳的配方和合理的工艺条件下完成。

2.本发明在混合搅拌反应时，辅予电场作用，使超细微石墨离子更快吸附到球形氢氧化镍颗粒的表面，涂层结合强度大幅度提高；在混合搅拌反应时，辅予适当温度，使粒子间受热更均匀。

3.本发明在反应溶液中，通以超声波震荡，产生的乳化、雾化，使纳米碳素修饰的球形氢氧化镍所具有的高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径。

4.用该材料作为正极材料的碱性蓄电池具有高放电电压平台、低内阻的特性，适用于高功率放电的碱性蓄电池，降低了镍、钴的使用量，成本较常规碱性蓄电池下降了约20％。

具体实施方式

下面结合实例来对本发明做进一步的描述：

实施例1：