[發明專利]水系動力電池用復合導電劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710405272.3
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107093743B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 蔣志軍;韓世幸;閆慧忠;趙鑫;可丹丹;張慧;江名喜;彭軍文
• 申請（專利權）人: 淄博君行電源技術有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 襲娜;耿霞

本發明屬于功能粉體材料制備技術領域，具體涉及一種水系動力電池用復合導電劑的制備方法。將草酸鈉水溶液和硫酸鎳水溶液同時加入到去離子水中進行反應，反應生成無定型沉淀草酸鎳；經陳化、固液分離得到濾餅；將濾餅加入到HPMC膠水中攪拌均勻成漿料；漿料經噴霧干燥成球形顆粒；球形顆粒采用氫還原即得球形超細鎳粉/碳材料。本發明在無輔助劑下制備出粒度在0.06?1.2μm的球形超細鎳粉/碳材料，完全滿足水系動力電池用復合導電劑的要求，含氧量低，產品性能穩定，重現性好，且生產過程無毒、無污染，環境友好，產品性能優異，滿足水系動力電池復合導電劑的需求，可替代國外進口產品，打破國外技術壟斷，彌補國內技術空白。

技術領域

本發明屬于功能粉體材料制備技術領域，具體涉及一種水系動力電池用復合導電劑的制備方法。

背景技術

超細鎳粉作為優良的導電劑，在水系動力電池作為導電劑一直獲得大量應用。目前的超細鎳粉生產工藝主要包括羰基法、電解法、霧化法、氣相還原法、常壓液相還原法、固相還原法、γ射線輻射法，其中以羰基法最為常用。羰基法，即在分解器中于573～673K下使Ni(CO)₄分解，通過調節工藝參數，控制金屬鎳粉的形核、生長、團聚與燒結行為，制備出“鏈珠”狀形貌的超細鎳粉，進一步加工中，易于形成三維網狀結構，特別適用于電極導電添加劑等領域。該方法主要分為兩步進行，首先使CO與鎳反應生成羰基鎳Ni(CO)₄，然后在熱分解爐中使羰基鎳分解得到鎳粉。不同的熱分解爐所得到的鎳粉粒度和形貌不同，如壁熱式熱解爐生產的鎳粉顯球狀、預熱式熱解爐生產的鎳粉顯類球狀、復熱式熱解爐生產的鎳粉呈鏈珠狀；所得鎳粉粒度一般在1μm以上，有較好的應用性能，特別適用于電極導電添加劑等領域。加拿大國際鎳公司(INCO)和俄羅斯北方鎳公司(Norisk)擁有鎳的羰基法提取與加工技術，居于世界領先地位，羰基法生產技術具有成本低，產品純度高、形貌與粒度易于調節等優點，但羰基鎳屬劇毒物質，設備要求高、控制難度大，加之羰基法生產鎳粉技術一直為加拿大INCO公司壟斷，國內也只是處于實驗室研究階段，國內都是處于研發階段或者只能有公斤級樣品，無法形成規?；a，我國一直未能全面掌握，國內噸級以上的用戶主要還是依賴于進口產品。

電解法以氯化鎳或硫酸鎳作電解液，以電解鎳為陽極，石墨或不銹鋼作陰極，在一定條件下電解生成電解鎳粉，所得鎳粉由于含氧量較高，需要在500℃左右用氫氣還原后才能使用。霧化法是將金屬鎳熔融成液體，用高速氣流使熔融態金屬在霧化室內破碎霧化成微小液滴，最后迅速將液滴冷凝成固體粉末，得到霧化鎳粉。其核心是控制氣體對金屬液流的作用，噴嘴設計是氣體霧化的關鍵技術。電解法、霧化法制備的鎳粉費氏粒度普遍在1.0μm以上，粒度較大，很難在催化劑領域及電池領域應用，存在工藝流程復雜、設備能耗高、環境污染嚴重、過程控制誤差大等問題，且過程不易控制，導致粉末粒度及形貌不可控，致使產品性能的變化。

氣相還原法是將鎳金屬溶液和含氧原子的碳氫化合物置于碳氫化合物正在燃燒的反應器中分解還原制備出超細鎳粉。氣相法主要包括金屬絲電爆破法、羰基鎳熱分解法及蒸發-冷凝法。金屬絲電爆破法制備的粉體粒度分布較寬，蒸-冷凝法生產效率低，顆粒易氧化且設備復雜，成本昂貴難以實現工業化。