[發明專利]一種改進氫氧化鎳表面導電性的方法

在審

• 申請號: 201810273152.7
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108565415A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 楊毅夫
• 申請（專利權）人: 武漢倍特利科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/30
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本發明提供一種改進氫氧化鎳表面導電性的方法，將粉末狀氫氧化鎳加入到可溶性鈷鹽的水溶液中，粉末狀氫氧化鎳表面的鎳離子與水溶液相的鈷離子之間發生陽離子交換，形成置換層，然后通過陽極極化氧化，氫氧化鎳表面形成CoOOH包覆層，CoOOH包覆層具有導電性，進而改進氫氧化鎳表面的導電性。利用本發明提供的方法制得的包覆CoOOH的氫氧化鎳電極材料具有導電性好、充放電反應可逆性好、大電流充放電性能好，循環性能好的特性。

技術領域

本發明涉及電極材料技術領域，尤其涉及一種改進氫氧化鎳表面導電性的方法。

背景技術

粉末狀氫氧化鎳(Ni(OH)₂)材料是目前商業化的鎳基堿性蓄電池中廣泛采用的正極活性材料。氫氧化鎳本身是一種半導體，其導電性較差的特性直接限制了其大電流充放電性能和電容量的有效利用。為了提高粉末狀氫氧化鎳的導電性，通常需要在制作電極時在配料中加入導電性輔助材料，如金屬鈷或鈷的氧化物固體進行混合。其中，鈷及其各種氧化物的作用機理是，在堿性條件下，通過溶解、沉積、氧化等復雜的化學過程在氫氧化鎳顆粒表面形成CoOOH附著層，而CoOOH是一種導電性比氫氧化鎳好得多且在形成后能夠在電池的充放電過程中保持穩定的物質，可以在氫氧化鎳顆粒表面形成一種導電網絡，有效地改善氫氧化鎳顆粒表面的導電性能。此種方法存在的不足是，所形成的CoOOH在電極結構中分布不均，并且與氫氧化鎳顆粒的接觸也不夠好。為了達到顯著的作用，需使用較大量的價格昂貴的鈷材料。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種能夠顯著提高鎳電極的比容量和大電流充放電能力的改進氫氧化鎳表面導電性的方法。

本發明提供一種改進氫氧化鎳表面導電性的方法，將粉末狀氫氧化鎳加入到可溶性鈷鹽的水溶液中，粉末狀氫氧化鎳表面的鎳離子與水溶液相的鈷離子之間發生陽離子交換，形成置換層，然后通過陽極極化氧化，氫氧化鎳表面形成CoOOH包覆層，CoOOH包覆層具有導電性，進而改進氫氧化鎳表面的導電性。

進一步地，包括以下步驟：

S1，將粉末狀氫氧化鎳加入到可溶性鈷鹽的水溶液中，攪拌，過濾，洗滌，干燥，得到包覆二價鈷的粉末狀氫氧化鎳；

S2，利用包覆二價鈷的粉末狀氫氧化鎳制作粘接式電極；

S3，以步驟S2制得的粘接式電極為正極材料，以儲氫合金為負極材料，組合得到測試電池，對所述測試電池進行充電，氫氧化鎳顆粒表面的二價鈷層氧化轉變為CoOOH，即得到包覆CoOOH的氫氧化鎳電極材料。

進一步地，步驟S1中，可溶性鈷鹽選用硫酸鈷、硝酸鈷或氯化鈷中的任一種，可溶性鈷鹽的水溶液的濃度為0.03～0.06mol/L。

進一步地，步驟S1中，在45～55℃下保溫攪拌9～11h，在70～90℃下干燥3～6h。

進一步地，步驟S1中，所述粉末狀氫氧化鎳與可溶性鈷鹽的水溶液的質量比為1:5～1:12。

進一步地，步驟S2中，利用包覆二價鈷的粉末狀氫氧化鎳制作粘接式電極的過程為：將包覆二價鈷的粉末狀氫氧化鎳與聚四氟乙烯乳液按質量比為100：5的比例混合并加入去離子水，攪拌調勻形成漿料，然后將漿料涂敷在泡沫鎳上，在80℃下烘干4h，利用輥壓機壓實，即得到粘接式電極。

進一步地，步驟S3中，以0.05C的電流對測試電池充電20h。

進一步地，所述包覆CoOOH的氫氧化鎳電極材料中的鈷含量在包覆CoOOH的氫氧化鎳電極材料中的摩爾百分比為0.5％～1.5％。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：