[发明专利]一种改进氢氧化镍表面导电性的方法

说明书

本发明提供一种改进氢氧化镍表面导电性的方法，将粉末状氢氧化镍加入到可溶性钴盐的水溶液中，粉末状氢氧化镍表面的镍离子与水溶液相的钴离子之间发生阳离子交换，形成置换层，然后通过阳极极化氧化，氢氧化镍表面形成CoOOH包覆层，CoOOH包覆层具有导电性，进而改进氢氧化镍表面的导电性。利用本发明提供的方法制得的包覆CoOOH的氢氧化镍电极材料具有导电性好、充放电反应可逆性好、大电流充放电性能好，循环性能好的特性。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种改进氢氧化镍表面导电性的方法。

背景技术

粉末状氢氧化镍(Ni(OH)₂)材料是目前商业化的镍基碱性蓄电池中广泛采用的正极活性材料。氢氧化镍本身是一种半导体，其导电性较差的特性直接限制了其大电流充放电性能和电容量的有效利用。为了提高粉末状氢氧化镍的导电性，通常需要在制作电极时在配料中加入导电性辅助材料，如金属钴或钴的氧化物固体进行混合。其中，钴及其各种氧化物的作用机理是，在碱性条件下，通过溶解、沉积、氧化等复杂的化学过程在氢氧化镍颗粒表面形成CoOOH附着层，而CoOOH是一种导电性比氢氧化镍好得多且在形成后能够在电池的充放电过程中保持稳定的物质，可以在氢氧化镍颗粒表面形成一种导电网络，有效地改善氢氧化镍颗粒表面的导电性能。此种方法存在的不足是，所形成的CoOOH在电极结构中分布不均，并且与氢氧化镍颗粒的接触也不够好。为了达到显著的作用，需使用较大量的价格昂贵的钴材料。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够显著提高镍电极的比容量和大电流充放电能力的改进氢氧化镍表面导电性的方法。

本发明提供一种改进氢氧化镍表面导电性的方法，将粉末状氢氧化镍加入到可溶性钴盐的水溶液中，粉末状氢氧化镍表面的镍离子与水溶液相的钴离子之间发生阳离子交换，形成置换层，然后通过阳极极化氧化，氢氧化镍表面形成CoOOH包覆层，CoOOH包覆层具有导电性，进而改进氢氧化镍表面的导电性。

进一步地，包括以下步骤：

S1，将粉末状氢氧化镍加入到可溶性钴盐的水溶液中，搅拌，过滤，洗涤，干燥，得到包覆二价钴的粉末状氢氧化镍；

S2，利用包覆二价钴的粉末状氢氧化镍制作粘接式电极；

S3，以步骤S2制得的粘接式电极为正极材料，以储氢合金为负极材料，组合得到测试电池，对所述测试电池进行充电，氢氧化镍颗粒表面的二价钴层氧化转变为CoOOH，即得到包覆CoOOH的氢氧化镍电极材料。

进一步地，步骤S1中，可溶性钴盐选用硫酸钴、硝酸钴或氯化钴中的任一种，可溶性钴盐的水溶液的浓度为0.03～0.06mol/L。

进一步地，步骤S1中，在45～55℃下保温搅拌9～11h，在70～90℃下干燥3～6h。

进一步地，步骤S1中，所述粉末状氢氧化镍与可溶性钴盐的水溶液的质量比为1:5～1:12。

进一步地，步骤S2中，利用包覆二价钴的粉末状氢氧化镍制作粘接式电极的过程为：将包覆二价钴的粉末状氢氧化镍与聚四氟乙烯乳液按质量比为100：5的比例混合并加入去离子水，搅拌调匀形成浆料，然后将浆料涂敷在泡沫镍上，在80℃下烘干4h，利用辊压机压实，即得到粘接式电极。

进一步地，步骤S3中，以0.05C的电流对测试电池充电20h。

进一步地，所述包覆CoOOH的氢氧化镍电极材料中的钴含量在包覆CoOOH的氢氧化镍电极材料中的摩尔百分比为0.5％～1.5％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：