[發明專利]一種貯氫合金粉的表面處理方法

有效

• 申請號: 200610167399.8
• 申請日: 2006-12-31
• 公開（公告）號: CN101210326A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 黃政益;陳其祥;覃建波
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C22/05;C23C8/10;B22F1/00;H01M10/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;董占敏

技術領域

本發明是關于一種貯氫合金粉的表面處理方法。

背景技術

鎳氫電池是近年來在貯氫合金技術和鎘鎳電池技術基礎上發展起來的一種新型電池，作為一種新興能源載體成為電池行業研究的熱點，代表著堿性蓄電池的發展方向。由于鎳氫電池具有比能量高、比功率高、可高倍率充放電、使用溫度范圍寬、使用安全、無記憶效應、不對環境造成污染等優點，因此被稱為綠色電池。在能源緊張，環境污染的今天，鎳氫電池顯示出廣闊的應用前景。

但是目前，鎳氫電池在對需要大電流放電以及低溫環境下作業的工具電池領域，還無法取代傳統鎳鎘電池，其大電流放電性能、低溫放電性能相對較差。

鎳氫電池的大電流放電性能、低溫放電性能較差的原因主要是作為鎳氫電池的負極活性材料的貯氫合金粉的吸放氫速度較低。而貯氫合金粉的吸放氫速度一方面取決于其組成和制作工藝，另一方面也跟貯氫合金粉的表面性質相關。在貯氫合金粉的表面性質上，影響貯氫合金粉的吸放氫速度的因素主要是貯氫合金粉的比表面積。貯氫合金粉在相同粒徑情況下，比表面積大的相應吸放氫速度也大，由該貯氫合金粉制成的電池的大電流放電性能、低溫放電性能也相應提高。

通過減小貯氫合金粉的粒徑可以增大其比表面積，但是，由于鎳氫電池的電解液為強堿性電解液，貯氫合金粉的粒徑過小時，存在耐腐蝕性大大降低的缺陷。因此，在保持貯氫合金粉粒徑不變的前提下，增大其比表面積是一種有效的方法。

為此，CN?1206757C公開了一種改進用于可再充電的鎳氫化物電池負極的貯氫合金粉末性質的方法，該方法包括的步驟有：使粉末化的合金原料通過與氫接觸而氫化，氧化所得到的氫化物合金粉末，以及洗滌氧化后的粉末。其中，所述氫化通過使合金粉末與純氫接觸而進行氫化，然后通過與空氣接觸而進行氧化，所述氫化和氧化也可以通過使合金粉末與氫氣和氧氣的混合氣體接觸進行氧化。所述洗滌是通過堿性溶液進行洗滌。該方法通過氫化使貯氫合金粉表面形成微裂紋，通過氧化在合金粉表面形成氧化物，然后通過堿液腐蝕溶解氧化物，使合金粉表面變得凹凸不平，從而使得貯氫合金粉的比表面積增大。

但是，上述方法中，對貯氫合金粉進行氧化的效果不好，用該貯氫合金粉制得的電池在大電流放電性能以及低溫放電性能上仍然較差，尤其是在2C(4000毫安)，3C(6000毫安)大電流放電中，放電容量較低。而且，上述方法的氫化需要在純氫氣氣氛中進行，而氫氣易燃易爆，因此處理過程中存在安全隱患。另外，該方法還提到所述氫化以及氧化步驟可以同時在含氫氣和氧氣混合氣體的密閉容器中進行，而當氫氣與氧氣同時存在時存在爆炸極限，因此對設備以及條件的要求更加苛刻。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中鎳氫二次電池大電流放電性能以及低溫放電性能差的缺點，提供一種能提高鎳氫二次電池大電流放電性能以及低溫放電性能，并且處理工序簡便、安全，處理時間短的方法。

本發明的發明人經研究發現，通過將所述貯氫合金粉與亞鈷鹽水溶液接觸，得到混合液，再將該混合液與次磷酸鹽接觸時，由于次磷酸鹽與亞鈷離子進行氧化還原反應中會有氫氣生成，該生成的氫氣被合金粉吸收，使得合金粉晶格膨脹，表面產生微裂紋。與此同時，亞鈷離子被還原為金屬鈷，包覆到貯氫合金粉的表面。而合金粉表面包覆的鈷能在后續氧化過程中起到催化劑的作用，使得合金粉吸附氧氣能力增強，因此，大大增強了氧化效果，從而能使與堿液接觸后的合金粉的比表面積進一步增大，據此來提高貯氫合金粉的吸放氫速度，使得由該合金粉制成的鎳氫電池的大電流放電性能以及低溫放電性能大幅度提高。與此同時，相應氧化時間時間也減少，生產效率提高。

本發明提供了一種貯氫合金粉的表面處理方法，該方法包括將貯氫合金粉氧化，然后與堿液接觸，其中，在氧化前，將所述貯氫合金粉和亞鈷鹽的水溶液的混合物與次磷酸鹽接觸。

采用本發明處理過的貯氫合金粉制成的電池在-10℃下的放電容量效率都在70％以上，而采用現有技術處理過的貯氫合金粉制成的電池僅為55％，因此，采用本發明處理過的貯氫合金粉制得的電池具有良好的低溫放電性能。另外，采用本發明處理過的貯氫合金粉制成的電池分別在1C，2C，3C的大電流下放電的容量均比采用現有技術處理過的貯氫合金粉制成的電池要高。

附圖說明

圖1是未經處理過的廈門鎢業產的型號為MM03200的貯氫合金粉用掃描電子顯微鏡放大500倍后的表面形貌圖；

圖2是經對比例1處理過的廈門鎢業產的型號為MM03200的貯氫合金粉用掃描電子顯微鏡放大500倍后的表面形貌圖；