[發(fā)明專利]一種具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的β-氫氧化鎳的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110055233.8
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN102134107A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶菲菲;王偉;沈永淼;王林霞
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學(xué)院
• 主分類號(hào): C01G53/04
• 分類號(hào): C01G53/04
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所 33220
• 代理人: 方劍宏

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于無機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的β-氫氧化鎳的制備方法。

背景技術(shù)：

近幾年來，由于全球信息業(yè)的迅猛發(fā)展，二次電池在我們的生活中占有重要的地位。目前廣泛使用的鎳基二次電池，如鎳氫、鎳鎘等堿性二次電池等均是采用氫氧化鎳作為正極活性材料，因此開發(fā)高活性、高容量，綜合性能良好的氫氧化鎳材料的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

氫氧化鎳具有兩種不同的結(jié)構(gòu)，如α-Ni(OH)₂和β-Ni(OH)₂。α-Ni(OH)₂層與層之間的排列比較隨機(jī)，層之間可以插入一些陰離子基團(tuán)和水分子；而β-Ni(OH)₂層與層高度導(dǎo)向性排列，層與層之間不存在插層離子。二者比較，α-Ni(OH)₂具有更加優(yōu)良的電化學(xué)性能，但是α-Ni(OH)₂是一個(gè)亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，很容易轉(zhuǎn)化為β-Ni(OH)₂，因此，目前鎳基二次電池的正極主要是采用β-Ni(OH)₂。因此，開發(fā)具有優(yōu)越電化學(xué)活性的β-Ni(OH)₂具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種制備具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的β-氫氧化鎳的方法。

本發(fā)明的特征在于，具有步驟如下：

1、以六水合氯化鎳為鎳源，乙二醇和水作為溶劑，常溫常壓下磁力攪拌，使六水合氯化鎳完全溶解，得到澄清溶液；

2、將無水乙酸鈉和聚乙二醇200加入步驟1所配制的澄清溶液中，在磁力攪拌作用下，充分混合；

3、將步驟所配制的混合溶液密封放置于聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并將該反應(yīng)釜置于烘箱中，以4℃/min的加熱速率升溫至140℃，并在該溫度下反應(yīng)8h；

4、將步驟3反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行離心分離，得到的固體即為β-氫氧化鎳；

5、將β-氫氧化鎳用無水乙醇清洗干凈后，在80℃的烘箱中烘干，即可得產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、使用的原料易得，工藝簡單，產(chǎn)物形貌易于控制，可以合成出形狀均一的具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的β-氫氧化鎳；

2、本發(fā)明制備的β-Ni(OH)₂，經(jīng)產(chǎn)品檢測，具有由納米片構(gòu)筑的類球狀或片狀多級(jí)結(jié)構(gòu)，由于具有納米材料的比表面積大、表面活性高的特點(diǎn)，因而對于提高氫氧化鎳的電化學(xué)活性具有重要意義。經(jīng)測試實(shí)施例產(chǎn)品，多級(jí)結(jié)構(gòu)β-氫氧化鎳首次放電容量為216～235mAh/g，具有優(yōu)越的電化學(xué)性能。

附圖說明：

圖1是按實(shí)施例一所述方法制備的β-氫氧化鎳的掃描電子顯微鏡（SEM）照片（SEM，JEOL?JSM-6360LV，加速電壓為30kV）；

圖2是按實(shí)施例二所述方法制備的β-氫氧化鎳的掃描電子顯微鏡（SEM）照片（SEM，JEOL?JSM-6360LV，加速電壓為30kV）；

圖3是按實(shí)施例三所述方法制備的β-氫氧化鎳的掃描電子顯微鏡（SEM）照片（SEM，JEOL?JSM-6360LV，加速電壓為30kV）。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

在常溫常壓下將2×10^-3?mol?NiCl₂·6H₂O加入15mL乙二醇和5mL去離子水組成的混合溶液中，通過磁力攪拌，使六水合氯化鎳完全溶解，得到澄清溶液。將1.44g無水乙二醇和0.4g聚乙二醇200加入上述澄清溶液中，在磁力攪拌作用下，使其充分混合得亮綠色澄清溶液。將該亮綠色澄清溶液密封放置于容積為25mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并將該反應(yīng)釜置于烘箱中，以4℃/min的加熱速率升溫至140℃，并在該溫度下反應(yīng)8h。待反應(yīng)結(jié)束后將得到的混合物經(jīng)過離心機(jī)在10000r/min速率下分離1min，將得到的綠色固體用無水乙醇清洗5次以上，得到的固體在80℃的烘箱中進(jìn)行烘干即可得產(chǎn)品。取微量產(chǎn)品用無水乙醇分散得懸濁液，將此懸濁液滴在掃描電子顯微鏡的樣品臺(tái)上，自然晾干，再離子濺射鍍上一層約5nm的金屬鉑膜后，即可進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）的觀察（圖1）。

通過檢測：測得該產(chǎn)品均是由厚度約80nm的納米片相互交織在一起構(gòu)筑的類球狀多級(jí)結(jié)構(gòu)，其尺寸約3～5μm，作為鎳氫電池的電極材料，首次放電容量為235mAh/g。

實(shí)施例2：