[發(fā)明專利]一種氫氧化鎳正極材料的制備方法及其應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201911295840.4 | 申請(qǐng)日： | 2019-12-16 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110943221B | 公開（公告）日： | 2020-12-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳云貴;周萬(wàn)海;朱丁;李金池;何劍;陳輝 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 四川大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M4/62 | 分類號(hào)： | H01M4/62;H01M4/52;H01M10/30 |
| 代理公司： | 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224 | 代理人： | 李通 |
| 地址： | 610000 四*** | 國(guó)省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氫氧化 正極 材料 制備 方法 及其 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種氫氧化鎳正極材料的制備方法，屬于涉及化學(xué)電源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1：將金屬可溶鹽、堿以及氨水采用共沉淀法制備無鈷球形Ni1?x?yZnxMy(OH)2正極材料；S2：將無鈷球形Ni1?x?yZnxMy(OH)2正極材料與硫源可溶鹽溶液混合且進(jìn)行硫化處理，得到NiSx包覆的無鈷球形Ni1?x?yZnxMy(OH)2正極材料；其中：0≤x≤0.1，0≤y≤0.05，M為金屬可溶鹽中的金屬元素；該制備方法可以制備出高電導(dǎo)率的低成本無鈷球形氫氧化鎳正極材料，良好的導(dǎo)電性將賦予正極材料優(yōu)良的電化學(xué)活性，高容量及高倍率性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于涉及化學(xué)電源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氫氧化鎳正極材料的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
隨著人們對(duì)環(huán)境問題的持續(xù)關(guān)注以及全球范圍內(nèi)對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，人們對(duì)化學(xué)電源的成本、電化學(xué)性能、安全性及環(huán)保性提出了越來越高的要求。堿性蓄電池，具體包括鎳-金屬氫化物電池、鎳-鐵電池、鎳-鋅電池等，作為一類重要的化學(xué)電源體系，具備成本低廉、安全性好、綜合電化學(xué)性能優(yōu)異及清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)。目前已在消費(fèi)類、節(jié)能與新能源汽車、大規(guī)模儲(chǔ)能等市場(chǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
目前，堿性鎳系蓄電池普遍采用球形氫氧化鎳作為活性物質(zhì)。為提高活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性及抑制電極充電過程的析氧副反應(yīng)，在正極材料制備及電極制備中，鈷元素的使用必不可少。如公開號(hào)為CN104798230B，在制備球形氫氧化鎳過程中需摻雜約5％含量的Co元素，并需對(duì)鈷摻雜的氫氧化鎳進(jìn)行3～7％含量的Co(OH)2或CoOOH的二次包覆；如公開號(hào)為CN102800846A，在高功率電極制備過程中還需額外加入3～5％含量的CoO粉體。鈷元素作為一種戰(zhàn)略性資源，價(jià)格昂貴，以上鈷元素的大量使用必將不利于降低成本。
傳統(tǒng)的Co(OH)2或CoOOH包覆多采用二次沉淀技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由于二次沉淀過程中氫氧化鎳粉體充分分散困難，以及溶劑分布不均勻，均嚴(yán)重影響包覆均勻性，將進(jìn)一步加大材料制造難度及成本；并且該包覆技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)球形氫氧化鎳粉體表面包覆以構(gòu)建粉體顆粒間的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，但是難以實(shí)現(xiàn)微米顆粒內(nèi)部包覆以構(gòu)建內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；電極制備過程中Co、CoO及Co(OH)2等鈷類添加劑的機(jī)械添加分散困難，構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)效率低；因此，以上技術(shù)均難以在較大程度上高效率的提高材料電化學(xué)活性及倍率特性。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決堿性蓄電池用氫氧化鎳正極含鈷所帶來的高成本問題，以及傳統(tǒng)包覆工藝所存在的包覆不均勻及無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)包覆的問題，本發(fā)明提供了一種氫氧化鎳正極材料的制備方法，該制備方法通過硫化處理工藝對(duì)所制備的無鈷型氫氧化鎳正極材料進(jìn)行滲透性包覆，制備出具有低成本、高導(dǎo)電率、高電化學(xué)活性等優(yōu)點(diǎn)的NiSx包覆型Ni1-x-yZnxMy(OH)2正極材料。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種氫氧化鎳正極材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將金屬可溶鹽、堿以及氨水采用共沉淀法制備無鈷球形Ni1-x-yZnxMy(OH)2正極材料；
S2：將無鈷球形Ni1-x-yZnxMy(OH)2正極材料與硫源可溶鹽溶液混合且進(jìn)行硫化處理，得到NiSx包覆的無鈷球形Ni1-x-yZnxMy(OH)2正極材料；
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