[发明专利]一种高温镍电池用球形氢氧化镍

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍电池用正极活性材料球形氢氧化镍，特别是涉及一种适用于高温镍电池用正极活性材料球形氢氧化镍。

技术背景

随着电动车、混合动力车的发展，对电源所采用的镍系电池尤其是镍氢电池提出了更高的技术要求，不仅要求电池容量大，寿命长，适于大电流放电等，而且要求电池在外部环境温度较高(＞40℃)时也能基本正常使用，即对电池的耐高温性能要求较高。而目前所使用的普通动力镍氢电池在外部环境温度＞40℃条件下的充放电性能和循环性能都急剧下降。研究表明，造成镍氢电池在高温条件下性能下降的主要原因，是电池正极活性物质(球形氢氧化镍)在高温时析氧反应加剧，导致容量降低和电池内阻增大，因此提高球形氢氧化镍的耐高温性能，减缓正极析氧反应，就成为解决镍氢电池高温性能的关键。

发明内容

本发明旨在提供一种高温性能优良、密度较高的高温镍电池用球形氢氧化镍。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：在常规球形氢氧化镍表面包覆难溶性金属氟盐，所述金属选自下述金属元素中的一种：鈣(Ca)、铝(Al)、钡(Ba)；包覆的金属量占产品总质量的0.2％～0.8％。金属氟盐优选氟化钙。

所述常规球形氢氧化镍中，钴质量百分含量为3～5％，锌为0.1～1％；选用的常规球形氢氧化镍平均粒径为7～9微米。

本发明之高温镍电池用球形氢氧化镍可采用以下方法制备：

(1)原料液配制：配制可溶性金属M(Ca、Al、Ba)盐溶液，金属离子浓度为0.05-1.5摩尔/升；配制可溶性碱金属氟盐水溶液，浓度为0.1-2.0摩尔/升；配制调节pH值用的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，浓度为0.5-5.0摩尔/升；

(2)反应液配制：在反应釜中加入水、常规球形氢氧化镍，球形氢氧化镍和水的重量比值为1∶0.1-1.5；加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液调节反应液pH值为8-12，反应液温度调节为30-70℃；

(3)反应：在搅拌条件下，将第(1)步配制好的原料液分别用计量泵连续泵入反应釜中，同时控制反应液pH值为8-12，控制反应液温度为30-70℃，控制各原料液的进液流量，可溶性金属M盐溶液和可溶性碱金属氟盐水溶液进液流量比为1∶1.05～1.15，并使金属元素和氢氧化镍的重量比值为0.2-1.5％，反应时间为0.5-3小时；

(4)将第(3)步所得产物进行固液分离、洗涤、过滤、干燥，即得到本发明产品。

所述第(2)步使用的原料常规球形氢氧化镍可采用公知技术(例如中国专利申请200610031587.8号公开的方法)制备。

本发明产品具有以下优点：(1)高温性能优良分别将本发明的产品和常规产品装入电池，电池的其它条件相同，电池工作温度60℃时，反复充放电，实验发现采用前者的电池容量没有出现明显的下降，而采用后者的电池容量下降明显，并且很快就已失效，由此表明本发明产品在高温条件下各性能基本稳定；(2)产品密度较高本发明产品较常规球镍松装密度和振实密度分别仅下降0.6-1％和1-3％，这个水平明显较现有其它高温球形氢氧化镍产品高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

在常规球形氢氧化镍表面包覆有氟化钙，所述常规球形氢氧化镍中，钴质量百分含量为4％、锌为0.4％，平均粒径为7～9微米；包覆的金属钙占产品总质量的0.5％。

制备：

①原液配置：硝酸钙0.05mol/l；氟化钠0.1mol/l；氢氧化钠0.5mol/l。

②反应液配制：在反应釜中加入水、常规球形氢氧化镍，加氢氧化钠水溶液调节反应液pH值，球形氢氧化镍和水的重量比值为0.4，反应液pH值为10.0-11.0，反应液温度调节为50℃。

③反应：在搅拌条件下，将第①步配制好的原料分别用计量泵连续泵入反应釜中，同时控制反应液pH值为10.5，控制反应液温度为50℃，控制各原料液的进液流量，硝酸钙和氟化钠进液流量比为1∶1.05～1.15，并使钙元素和氢氧化镍的重量比值为0.8％，反应时间为1小时。

④将第③步所得产物进行固液分离、洗涤、过滤、干燥，得到本发明的产品，产品经检测，包覆的金属钙占产品总质量的0.5％。

所使用的原料常规球形氢氧化镍中，钴质量百分含量为4％、锌为0.4％，平均粒径为7～9微米。