[發(fā)明專利]一種高功率超級(jí)電容器關(guān)鍵部件鎳正極制備技術(shù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910213046.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN102054590A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃衛(wèi)琴;徐中元;沈曉彥;韓麗莉;唐琛明;沈濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇海四達(dá)電源股份有限公司;江蘇省新動(dòng)力電池及其材料工程技術(shù)研究中心有限公司
• 主分類號(hào): H01G9/04
• 分類號(hào): H01G9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及的是一種高功率超級(jí)電容器關(guān)鍵部件鎳電極制備技術(shù)，屬于化學(xué)工程及新材料領(lǐng)域。通過采用超薄型多孔純鎳箔，且表面用T-210鎳粉作為燒結(jié)修飾層，然后進(jìn)行鎳漿的拉制及燒結(jié)，形成超薄型高孔隙率的燒結(jié)鎳基帶，再經(jīng)浸漬含硝酸鈷的硝酸鎳溶液并用氫氧化鈉堿化得到共沉積的鎳鈷氫氧化物，進(jìn)行多個(gè)循環(huán)，最后通過充放電活化制成超薄型、長(zhǎng)壽命的鎳正極。?

【背景技術(shù)】

高功率超級(jí)電容器是一種介于蓄電池和傳統(tǒng)靜電電容器之間的新型儲(chǔ)能元件，它有著比電池高十倍以上的功率密度，儲(chǔ)存電荷的能力比傳統(tǒng)電容器高幾十倍乃至上百倍，且具有高能量密度、高功率密度、循環(huán)壽命長(zhǎng)、污染小等特點(diǎn)，在電動(dòng)車輛、移動(dòng)通訊、航空航天和國防科技等領(lǐng)域的有著不可替代的應(yīng)用。?

超級(jí)電容器的負(fù)極采用高比表面積的活性碳為材料，為提高超級(jí)電容器的比功率多采用燒結(jié)鎳正極，但傳統(tǒng)的燒結(jié)鎳其大電流性能仍不能與炭負(fù)極的大電流放電性能匹配，因此，改善燒結(jié)鎳正極的大電流充放性能是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵。?

中國專利02138246.8中通過對(duì)燒結(jié)鎳電極沉積鈷、鎳氫氧化物修飾方法來提高燒結(jié)鎳電極的大電流充放電性能。這種方法操作復(fù)雜，大電流性能提高不多。?

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種高功率超級(jí)電容器關(guān)鍵部件鎳電極制備技術(shù)。?

本發(fā)明的技術(shù)方案是：采用超薄型多孔純鎳箔，且表面用T-210鎳粉作為燒結(jié)修飾層，然后進(jìn)行鎳漿的拉制及燒結(jié)，形成超薄型高孔率的燒結(jié)鎳基帶，再經(jīng)多個(gè)浸漬含硝酸鈷的硝酸鎳溶液并用氫氧化鈉堿化得到共沉積的鎳鈷氫氧化物的循環(huán)，并通過充放電活化制成鎳正極。?

本發(fā)明采用超薄型多孔純鎳箔較傳統(tǒng)的鍍鎳鋼帶導(dǎo)電率高，并且多孔純鎳箔表面用T-210鎳粉作為燒結(jié)修飾層后再進(jìn)行鎳漿的拉制及燒結(jié)，能有效地改善鎳粉與集流體的界面處的燒結(jié)強(qiáng)度，從而不僅提高了基板的燒結(jié)強(qiáng)度，更有利于電子的擴(kuò)散，從而提高鎳正極的大電流放電能力。?

本發(fā)明所述含T210燒結(jié)修飾層的高孔率燒結(jié)基板浸漬含硝酸鈷的硝酸鎳溶液并用氫氧化鈉堿化得到共沉積的鎳鈷氫氧化物，其中氫氧化鎳通過下面Ni(OH)₂與NiOOH可逆的氧化還原反應(yīng)得到高的法拉第準(zhǔn)電容，共沉積的氫氧化鈷則是增加了活性物質(zhì)的導(dǎo)電性。?

本發(fā)明將含T210燒結(jié)修飾層的高孔率燒結(jié)基板的厚度及最終極板的厚度有效地減薄到0.2～0.5mm，能有效地減少充放電時(shí)的阻抗，使所述制成的鎳正極具有高功率、長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)，可以充分發(fā)揮高功率超級(jí)電容器高比能量和高比功率的優(yōu)勢(shì)。?

本發(fā)明所述高功率超級(jí)電容器關(guān)鍵部件鎳電極制備技術(shù)其特征在于包括如下基本步驟：?

(1)首先制作超薄型的多孔純鎳帶0.04mm～0.08mm，孔隙率為30％～60％。?

(2)按T210鎳粉10％～40％、CMC1.3％～3.0％、去離子水60％～85％(均為質(zhì)量百分比)的漿料配制T-210涂覆膠液。?

(3)將配制好的T-210涂覆膠液通過拉漿方式涂覆到超薄型的多孔純鎳帶上并烘干，烘干溫度為50～250℃，烘干速度為10～50m/h。?

(4)將步驟(3)所得料帶在有還原氣體氫氣及惰性保護(hù)氣氮?dú)獾臒Y(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，其燒結(jié)溫度為850～950℃，燒結(jié)時(shí)間為2～10min。得到含T210燒結(jié)修飾層為10～25g/cm²的多孔純鎳帶。?

(5)按(質(zhì)量百分比％)鎳粉33～36∶水60～65∶粘結(jié)劑CMC1.1～1.5∶PVB1.9～2.4配比進(jìn)行真空合漿得到鎳漿。?

(6)將步驟(5)得到的鎳漿均勻地掛漿到步驟(4)得到的含T210燒結(jié)修飾層的多孔純鎳帶上，并在有還原氣體氫氣及惰性保護(hù)氣氮?dú)獾臒Y(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，其燒結(jié)溫度為850～950℃，燒結(jié)時(shí)間為2～10min。得到厚度為0.2～0.5mm的超薄型高孔率燒結(jié)基帶。?

(7)將步驟(6)得到的燒結(jié)基帶通過真空或靜態(tài)浸漬含(質(zhì)量百分比)硝酸鈷2％～10％的硝酸鎳溶液并用濃度為250～450g/l氫氧化鈉堿化得到共沉積的鎳鈷氫氧化物的循環(huán)，循環(huán)數(shù)為3～5個(gè)。最終得到活性物質(zhì)中含Co(OH)₂為2～10％(WT)的鎳正極。?

(8)將步驟(7)得到的鎳正極配以鎳輔助極在濃度為5.0mol/l的氫氧化鈉或氫氧化鉀中進(jìn)行活化除雜處理，活化制度為0.1ItA充電16小時(shí)，0.1ItA放電至二極電壓-0.70v，，充放2～3次，然后用去離子水清洗到中性。得到本發(fā)明的產(chǎn)品。?

【具體實(shí)施方式】