[發(fā)明專利]一種應(yīng)用鎳/聚苯胺改善貯氫合金電化學(xué)性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210562764.0
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103078093A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓樹民;沈文卓;劉晶晶;王云釵;裴亞茹
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/62;B22F1/02
• 代理公司: 石家莊一誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種貯氫合金的處理方法。

背景技術(shù)：

金屬氫化物-鎳電池(MH-Ni電池)以其無記憶效應(yīng)、無公害、可快速充放電、容量高、壽命長等特性受到人們的關(guān)注。各國相繼初步實現(xiàn)了其產(chǎn)業(yè)化，但電池的綜合性能還有待提高，主要表現(xiàn)在大電流充放電能力差、放電平臺保持時間短、有較高的自放電、循環(huán)壽命偏低等。由于MH-Ni電池的性能在很大程度上取決于負(fù)極材料貯氫合金，因此，尋找能夠提高貯氫合金性能的方法，成為了提高MH-Ni電池市場競爭力和拓寬其應(yīng)用范圍的關(guān)鍵。

曾有日本專利[JP特開平4-259762A]和中國申請(專利)號：200710011049.7等分別公開了利用聚苯胺改善貯氫合金電化學(xué)性能的報道。[JP特開平4-259762A]為日本科學(xué)家服部浩于1992年公開報道的一種利用聚苯胺鍍覆于貯氫合金表面改善其自放電性能的方法，該方法所述及的聚苯胺鍍覆量較少，改善貯氫合金性能效果十分有限。中國申請(專利)號：200710011049.7，為中科院徐芬于2007年公開的一項報道，該報道中提出了一種改善鎳氫電池循環(huán)穩(wěn)定性的方法：利用球磨的方式將聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等導(dǎo)電高分子與電池負(fù)極材料貯氫合金復(fù)合。但是，機械球磨與化學(xué)自聚合這兩種方法有著本質(zhì)的區(qū)別：前者為機械混合，而后者是原子級的化學(xué)自聚合反應(yīng)附著，顯然后者較前者有更高的結(jié)合度和均一性。并且，球磨的過程極易生成非晶相從而對合金本體產(chǎn)生副作用。中國專利：200910227963.4“一種應(yīng)用聚苯胺改善儲氫合金粉末電化學(xué)性能的方法”和中國專利號：201110158364.9“利用電聚合聚苯胺改善儲氫合金粉末電化學(xué)性能的方法”發(fā)明專利中，公開了通過化學(xué)修飾和電沉積的方式在貯氫合金表面鍍覆一層珊瑚狀的聚苯胺膜層，顯著地改善了貯氫合金的高倍率放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性。但以上專利報道鍍層物質(zhì)單一，未能達到最佳的改善效果。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、結(jié)合度和均勻性好的應(yīng)用鎳/聚苯胺改善貯氫合金電化學(xué)性能的方法。本發(fā)明主要利用化學(xué)鍍鎳和苯胺的無電自聚合反應(yīng)在一個處理液中經(jīng)一次操作于貯氫合金粉末表面形成具有導(dǎo)電性和抗腐蝕性的鎳/聚苯胺復(fù)合層。

本發(fā)明的方法如下：

（1）按硫酸鎳：次磷酸鈉：丁二酸：苯胺：硫酸：水=5.4～25×10^-4：2.2～9.0×10^-3：9.0～36×10^-4：9.1～58×10^-4：1.8～7.2×10^-5：1的摩爾比配制成混合溶液；

（2）按質(zhì)量比0.5～1：1，將100-400目的AB₅型稀土系貯氫合金粉末與上述混合溶液混合，在攪拌速度為120～300轉(zhuǎn)/min的條件下攪拌5～20min；

（3）將上述處理后的貯氫合金粉末水洗2-3次，抽濾至無水滴后置于壓力小于-0.08MPa的真空干燥箱中真空干燥0.5-5h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、操作過程為在一個處理液中經(jīng)一次操作于貯氫合金粉末表面形成具有珊瑚狀導(dǎo)電性和抗腐蝕性的鎳/聚苯胺復(fù)合層，操作過程和工藝簡單，聚苯胺生成過程中無需添加有機溶劑，生產(chǎn)成本低。

2、提高了鎳/聚苯胺與合金粉末表面的結(jié)合度和均勻性，從而提高了貯氫合金的高倍率放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明實施例1中處理前后AB₅型稀土基(MlNi_4.20Mn_0.30Co_0.42Al_0.23)貯氫合金粉末的場發(fā)射掃描電鏡圖。(a)是未處理的貯氫合金粉末，(b)是化學(xué)鍍鎳處理后的貯氫合金粉末，(c)是聚苯胺化學(xué)修飾后的貯氫合金粉末，(d)是鎳/聚苯胺復(fù)合表面處理后的貯氫合金粉末。

圖2為本發(fā)明實施例1中處理前后AB₅型稀土基(MlNi_4.20Mn_0.30Co_0.42Al_0.23)貯氫合金粉末的傅立葉變換紅外光譜曲線。(a)是未處理的貯氫合金粉末，(b)是化學(xué)鍍鎳處理后的貯氫合金粉末，(c)是聚苯胺化學(xué)修飾后的貯氫合金粉末，(d)是鎳/聚苯胺復(fù)合表面處理后的貯氫合金粉末。