[發明專利]一種利用廢舊鎳氫電池制備Ni/NiO/C納米復合粉體材料的方法

在審

• 申請號: 201610247364.9
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105742746A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 張正富;王立麗;冷崇燕;易健宏;劉警峰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/36;H01M4/52
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種利用廢舊鎳氫電池制備Ni/NiO/C納米復合粉體材料的方法，本方法的具體步驟是先將廢舊鎳氫電池拆解，除去鋼殼、隔膜，負極進行焙燒后與正極一起用硝酸浸出，在濾液中加入檸檬酸溶液，再加入相關沉淀劑將部分金屬進行回收，過濾之后在濾液中加入丁二酮肟乙醇溶液，過濾，洗滌，惰性氣氛下利用微波焙燒濾渣，得到Ni/C納米復合粉體材料，退火后得到Ni/NiO/C納米復合粉體材料；本發明所述方法采用微波焙燒，快速升溫，物料受熱均勻，保證了顆粒的均勻性，并且較短的保溫時間，保證了顆粒的完整且結晶性高，通過控制退火條件來控制Ni/NiO/C納米復合粉體材料中各組分的比例，可以得到不同比例含量的復合粉體材料。

技術領域

本發明涉及一種利用廢舊鎳氫電池制備Ni/NiO/C納米復合粉體材料的方法，屬于鎳氫電池的回收技術領域。

背景技術

隨著鎳氫電池大量使用和廢棄，其管理和最終處置成為一個迫切需要解決的問題，在眾多處置方案中，再生處理是目前的研究焦點，同時也是最具發展前途的方案：它不僅可以解決報廢鎳氫電池所帶來的一系列環境問題，而且通過對電池中有價金屬的再生回收、循環利用，有效地緩解了資源的緊張，做到了可持續發展，因此成為電子廢棄物處理與控制的最佳途徑。

碳包金屬顆粒是一種新型的納米碳/金屬復合材料，碳包覆納米金屬顆粒以其獨特的形態結構和性質已成為世界范圍內科學工作者的研究熱點之一，作為一種新型的功能材料，在許多領域有著廣泛的應用前景，如電子電工、醫藥、環保、化工等領域；由于碳殼可以在很小的空間禁錮金屬物質，可避免環境對納米金屬材料的影響，解決了納米金屬顆粒不能穩定存在的問題，此外依據金屬粒子和碳基的不同，該材料可以有不同的用途，鎳/氧化鎳/碳納米復合材料可以被用作電磁波屏蔽材料、氧還原催化劑、碳氫化合物重整催化劑、燃料電極材料等。

傳統的加熱方式是根據熱傳導、熱對流和輻射原理，熱量總是由表及里傳遞加熱物料，物料中不可避免地存在溫度梯度，所以加熱物料不均勻，致使物料出現局部過熱，微波加熱技術與傳統加熱方式不同，是通過被加熱體內部偶極矩分子高頻往復運動，產生內摩擦熱而使加熱物料溫度升高，不需要任何熱傳導過程，就能使物料內部同時加熱、同時升溫，加熱速度快且均勻，僅需傳統加熱方式能耗的幾分之一或幾十分之一就可以達到加熱目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用廢舊鎳氫電池制備Ni/NiO/C納米復合粉體材料的方法，具體包括以下步驟：

（1）將廢舊鎳氫電池拆解，除去鋼殼、隔膜，得到鎳氫電池的正負電極，將負極在700℃焙燒2小時，得到負極材料的氧化物，將負極焙燒得到的氧化物與正極粉混勻；

（2）步驟（1）得到的粉末狀電極材料加入硝酸，攪拌浸出，其中硝酸的質量百分比濃度為2mol/L~4mol/L，浸出溫度為50-80℃，浸出時間為120-240min；

（3）采用無水硫酸鈉沉淀稀土的方式回收步驟（2）浸出液中的稀土離子；采用針鐵礦法回收步驟（2）浸出液中的亞鐵離子；用過硫酸銨沉淀錳的方式回收步驟（2）浸出液中的錳；

（4）在步驟（3）的濾液中加入檸檬酸溶液，含鎳的硝酸溶液與檸檬酸溶液的體積比為 20:1-50:1，檸檬酸溶液的濃度為15-30g/L；

（5）將步驟（4）得到的溶液加熱到50-70℃，邊攪拌邊加入丁二酮肟乙醇溶液，丁二酮肟乙醇溶液的濃度為20-40g/L,丁二酮肟乙醇溶液的加入量為200-300mL/g電極材料；

（6）將步驟（5）的溶液過濾，洗滌濾渣，得到丁二酮肟鎳并檢測濾液中鎳的含量，若濾液中鎳的含量高于2%，重復上述步驟（4）和步驟（5）過程，直到濾液中鎳的含量低于2%；

（7）將步驟（6）得到的丁二酮肟鎳在惰性氣氛下進行焙燒，得到Ni/C納米復合粉體材料；將Ni/C納米復合粉體材料進行退火，得到Ni/NiO/C納米復合粉體材料。