專利名稱：一種鈷包覆氫氧化鎳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈷包覆氫氧化鎳的制備方法，尤其涉及一種堿性蓄電池用鈷包覆氫氧化鎳的制備方法。
背景技術(shù)：
堿性蓄電池用的鎳電極主要作為鎘-鎳，貯氫合金-鎳及鋅-鎳等二次電池的正極。氫氧化鎳是堿性鎳氫電池的正極活性物質(zhì)，由于氫氧化鎳本身是一種半導(dǎo)體，必須在制作極板時加入一定的導(dǎo)電劑，或在表面包覆一層鈷化合物，才能大大提高正極的導(dǎo)電性能。但是，使用這種正極活性物質(zhì)的鎳氫二次電池在大電流放電、深度放電、短路等狀態(tài)下時，往往有正極容量的不可恢復(fù)問題，其中的主要原因主要是在進(jìn)行氫氧化鎳的深度放電時，氫氧化鎳表面的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)物質(zhì)β -CoOOH也會進(jìn)行部分的還原反應(yīng)，其還原后的2價鈷在電池的電解液中會形成鈷的絡(luò)合離子造成鈷的溶解問題，從而引起β -CoOOH導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的不 完整。因此需要提高經(jīng)氧化后獲得的表面包覆氧化鈷的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的均勻性、完整性及電導(dǎo)性，使制備的表面包覆氧化鈷的氫氧化鎳具有高電導(dǎo)性、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)均勻而完整、活性物質(zhì)利用聞等特點(diǎn)，表現(xiàn)出良好的綜合電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鈷包覆氫氧化鎳的制備方法，使用該方法制備的氫氧化鎳材料具有高電導(dǎo)性、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)均勻而完整、活性物質(zhì)利用高等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種鈷包覆氫氧化鎳的制備方法包括如下步驟步驟1，配制1-1. 5摩爾/升硫酸鈷溶液Α，重量濃度為15-20%的氫氧化鉀溶液B，重量濃度為10-15 %的氨水溶液C，重量濃度為30-50 %的氫氧化鈉溶液D，配制濃度為
O.5-0. 8摩爾/升的稀土金屬鹽的水溶液Ε，配制含乙二胺和草酸的絡(luò)合劑水溶液F，其中所述稀土金屬鹽為La或Y的氯化物，所述絡(luò)合劑水溶液的各組分與硫酸鈷中的鈷的摩爾比為乙二胺 /Co = O. 4-0. 6、草酸 /Co = O. 1-0. 3 ；步驟2,在反應(yīng)器中加入150-240克/升的球形氫氧化鎳和純凈水混合物,用溶液B調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至9-11，用溶液C調(diào)節(jié)反應(yīng)液中氨濃度為15-20克/升，控制溫度為50-65 0C ；步驟3，將溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同時并連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行包覆反應(yīng)，反應(yīng)條件控制攪拌速度200-300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度45-55°C，pH值9_12 ;氨濃度
4-8克/升，反應(yīng)時間3-6小時；步驟4，將步驟(3)反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離、用純凈水洗滌至pH值為8-11，在50-60°C溫度下烘干，得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳；步驟45，將包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳加入氧化反應(yīng)器中，加入包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳重量15-20%，溫度為90-100°C的溶液D，通入氧氣進(jìn)行氧化，氧化反應(yīng)條件攪拌條件下，溫度100-120°C，氧氣流量O. 5-0. 8/kg氫氧化鎳·分鐘，反應(yīng)時間1_2小時；步驟6，對氧化后的物料用純凈水洗滌至pH值7-10，在100-150°c溫度下烘干，即
得到表面包覆氧化鈷的氫氧化鎳產(chǎn)品。本發(fā)明制備的鈷包覆氫氧化鎳，具有包覆和氧化層均勻、高電導(dǎo)性、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)均勻而完整、活性物質(zhì)利用高等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一配制反應(yīng)溶液分別配制I摩爾/升硫酸鈷溶液A，重量比分別為15%的氫氧化鉀溶液B，10%的氨水溶液C，30%的氫氧化鈉溶液D，配制濃度為O. 5摩爾/升的氯化鑭的水溶液E，配制絡(luò) 合劑水溶液F，所述絡(luò)合劑水溶液的各組分與硫酸鈷中的鈷的摩爾比為乙二胺/Co = O. 4、草酸 /Co = O. I0反應(yīng)得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳在反應(yīng)器中加入150克/升的球形氫氧化鎳和純凈水混合物，用溶液B調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH至9，用溶液C調(diào)節(jié)反應(yīng)液中氨濃度為15克/升，控制溫度為50°C。將溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同時并連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行包覆反應(yīng)，反應(yīng)條件控制攪拌速度200轉(zhuǎn)/分鐘，溫度45°C，pH值9 ;氨濃度4克/升，反應(yīng)時間3小時。將步驟反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離、用純凈水洗滌至至pH值8，在50°C溫度下烘干，得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳。氧化及后續(xù)處理將包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳加入氧化反應(yīng)器中，加入包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳重量15%，溫度為90°C的溶液D，通入氧氣進(jìn)行氧化，氧化反應(yīng)條件攪拌條件下，溫度100°C，氧氣流量O. 5/kg氫氧化鎳·分鐘，反應(yīng)時間I小時。對氧化后的物料用純凈水洗滌至pH值7，在100°C溫度下烘干，即得到表面包覆氧化鈷的氫氧化鎳產(chǎn)品。實(shí)施例I得到的氫氧化鎳活性物質(zhì)A的粉體阻抗為O. 8 Ω *cm,通過碘量法測定出表面包覆鈷的鈷平均價態(tài)為3. 08，電性能檢測結(jié)果見表I。實(shí)施例二配制反應(yīng)溶液分別配制I摩爾/升硫酸鈷溶液A，重量比分別為20%的氫氧化鉀溶液B，15%的氨水溶液C，50%的氫氧化鈉溶液D，配制濃度為O. 8摩爾/升的氯化釔的水溶液E，配制絡(luò)合劑水溶液F，所述絡(luò)合劑水溶液的各組分與硫酸鈷中的鈷的摩爾比為乙二胺/Co = O. 6、草酸 /Co = O. 3 ο反應(yīng)得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳在反應(yīng)器中加入240克/升的球形氫氧化鎳和純凈水混合物，用溶液B調(diào)節(jié)反應(yīng)液PH至11，用溶液C調(diào)節(jié)反應(yīng)液中氨濃度為20克/升，控制溫度為65°C。將溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同時并連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行包覆反應(yīng)，反應(yīng)條件控制攪拌速度300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度55°C，pH值12 ;氨濃度8克/升，反應(yīng)時間6小時。將步驟反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離、用純凈水洗滌至至pH值11，在60°C溫度下烘干，得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳。氧化及后續(xù)處理將包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳加入氧化反應(yīng)器中，加入包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳重量20 %，溫度為100 V的溶液D，通入氧氣進(jìn)行氧化，氧化反應(yīng)條件攪拌條件下，溫度120°C，氧氣流量O. 8/kg氫氧化鎳·分鐘，反應(yīng)時間2小時。對氧化后的物料用純凈水洗滌至pHIO，在150°C溫度下烘干，即得到表面包覆氧化鈷的氫氧化鎳產(chǎn)品。
實(shí)施例I得到的氫氧化鎳活性物質(zhì)A的粉體阻抗為O. 7Ω -cm,通過碘量法測定出表面包覆鈷的鈷平均價態(tài)為3. 02，電性能檢測結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種鈷包覆氫氧化鎳的制備方法，包括如下步驟 步驟I,配制1-1. 5摩爾/升硫酸鈷溶液A,重量濃度為15-20%的氫氧化鉀溶液B,重量濃度為10-15%的氨水溶液C，重量濃度為30-50%的氫氧化鈉溶液D，配制濃度為0. 5-0. 8摩爾/升的稀土金屬鹽的水溶液E，配制含乙二胺和草酸的絡(luò)合劑水溶液F，其中所述稀土金屬鹽為La或Y的氯化物，所述絡(luò)合劑水溶液的各組分與硫酸鈷中的鈷的摩爾比為乙二胺/ Co = 0. 4-0. 6、草酸 / Co = 0. 1-0. 3 ； 步驟2，在反應(yīng)器中加入150-240克/升的球形氫氧化鎳和純凈水混合物，用溶液B調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至9-11，用溶液C調(diào)節(jié)反應(yīng)液中氨濃度為15-20克/升，控制溫度為50-65 0C ； 步驟3，將溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同時并連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行包覆反應(yīng)，反應(yīng)條件控制攪拌速度200-300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度45-55°C，pH值9_12 ;氨濃度4_8克/升，反應(yīng)時間3-6小時； 步驟4，將步驟(3)反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離、用純凈水洗滌至pH值為8-11，在50-60°C溫度下烘干，得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳； 步驟45，將包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳加入氧化反應(yīng)器中，加入包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳重量15-20%，溫度為90-100°C的溶液D，通入氧氣進(jìn)行氧化，氧化反應(yīng)條件攪拌條件下，溫度100-120°C，氧氣流量0. 5-0. 8/kg氫氧化鎳 分鐘，反應(yīng)時間1-2小時； 步驟6，對氧化后的物料用純凈水洗滌至pH值7-10，在100-150°C溫度下烘干，即得到表面包覆氧化鈷的氫氧化鎳產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈷包覆氫氧化鎳的制備方法包括如下步驟(1)配制硫酸鈷溶液A，氫氧化鉀溶液B，氨水溶液C，氫氧化鈉溶液D，稀土金屬鹽的水溶液E，絡(luò)合劑水溶液F；(2)在反應(yīng)器中球形氫氧化鎳和純凈水混合物，用溶液B調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值； (3)將溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同時并連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行包覆反應(yīng)；(4)將步驟(3)反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離、用純凈水洗滌、烘干，得到包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳；(5)將包覆氫氧化鈷的氫氧化鎳加入氧化反應(yīng)器中氧化；(6)對氧化后的物料用純凈水洗滌至烘干，得到表面包覆氧化鈷的氫氧化鎳產(chǎn)品。本發(fā)明制備的鈷包覆氫氧化鎳，具有包覆和氧化層均勻、高電導(dǎo)性、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)均勻而完整、活性物質(zhì)利用高等特點(diǎn)。
文檔編號H01M4/52GK102800859SQ20121031554
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者姜波 申請人:上海錦眾信息科技有限公司