[发明专利]一种电解包覆羟基氧化钴层的氢氧化镍的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电解氧化方法，特别是一种电解包覆羟基氧化钴层的氢氧化镍的方法。

背景技术：

目前氢氧化镍作为正极活性材料被广泛的应用于镉镍电池，氢镍电池，锌镍电池等二次碱性电池领域。但由于氢氧化镍是一种导电性差的P型半导体，在电极制作过程中需要加入适量镍粉，钴粉或钴的氧化物等物质作为导电剂。然而，受混和工艺条件及物料本身特性的限制，不可能保证氢氧化镍表面均匀的形成CoOOH导电层，这就影响了活性物质的利用率。为了有效地在氢氧化镍表面形成钴氧化物的导电层，通常采用在球形氢氧化镍表面包覆钴以及钴的氧化物，一是利用化学镀的方法在Ni(OH)₂的表面包覆多孔镍膜和钴膜，另外一种是利用化学沉淀方法在Ni(OH)₂表面包覆一层Co(OH)₂。国内外对此均有相关的专利，但对于采用电解氧化的方式在氢氧化镍表面形成CoOOH的报道还未见报道。文献报道的在氢氧化镍表面包覆CoOOH，多是在包覆Co(OH)₂的基础上采用化学氧化剂将其化学氧化为CoOOH。申请号为200510048557.3的专利公开了一种采用化学氧化制备包覆CoOOH的氢氧化镍的方法，该方法存在产品氧化度不易控制，容易造成氢氧化镍过氧化的现象，另外由于使用化学氧化剂对环境不友好。因此开发氧化效率高，氧化度易控制的绿色环保电解工艺具有很大的实用价值。

发明内容：

本发明的目的是提供一种电解包覆羟基氧化钴层的氢氧化镍的方法，其氧化效率高，氧化度易控制且友好环境。本发明的技术方案是，一种电解包覆羟基氧化钴层的氢氧化镍的方法，其特征在于：用锂离子电池用的隔膜或碱性电池用的隔膜将电解槽分隔成阳极室和阴极室，由钛基二氧化铅的阳极和惰性材料制成的阴极分别放入设有碱金属氯化物碱性电解液的阳极室和阴极室内，将包覆Co(OH)₂的Ni(OH)₂加入阳极室内，用NaOH调至碱性，在1.5-10伏恒压、室温以及搅拌下电解生成羟基氧化钴层的氢氧化镍。对制成的羟基氧化钴层的氢氧化镍进行过滤、洗涤、烘干制成羟基氧化钴层的氢氧化镍。本发明与现有技术比较具有氧化效率高，氧化度易控制且对环境友好的显著优点。

附图说明：

附图是本发明的电解槽的剖面图。

具体实施方式：

本发明所用电解槽结构是，在槽内用公知的锂离子电池用的隔膜1或者碱性电池用隔膜将电解槽分隔成阳极室3和阴极室4，阳极2和阴极5分别置于阳极室和阴极室中。阴极材料为惰性材料，阳极是钛基二氧化铅电极，其结构有三层：钛网基体层、SnO₂和SbO₃中间层、β-PbO₂镀层，其制作方法是，(1)进行基体预处理：将10×5cm钛网用10％HCL溶液煮沸1小时再在10％的草酸溶液中煮沸2小时，用丙酮超声波清洗10min，晾干备用；(2)涂制中间层：配制一定比例的SnCl₄和SbCl₃的盐酸-正丁醇溶液，用毛刷将其均匀地涂在基体上，然后用电热风吹干，再在120-140℃条件下干燥15分钟，再涂再干燥，重复5-7次后，在450-500℃条件下烘焙热解1小时后用蒸馏水冲洗，晾干备用；(3)电镀制备β-PbO₂的表面层：将上述电极浸入加有一定量NaF和HNO₃的硝酸铅水溶液中，以铜板为阴极，在65℃温度下以3.5A/m²的电流密度下电镀4小时，镀完后用蒸馏水冲洗，晾干备用。

本发明以析氯电位低，析氧过电位高的钛基二氧化铅电极作为阳极，惰性材料为阴极，电解槽的阳极室和阴极室用隔膜隔开，电解液采用碱金属的氯化物的碱性溶液，将包覆了氢氧化钴的氢氧化镍置于电解槽的阳极室中，控制电解电压在室温下进行电解，发生如下反应：

阳极室Co(OH)₂-e^-＝CoOOH+H⁺

2CL^--e^-＝CL₂

CL₂+OH-→CLO^-+H₂O

4Co(OH)₂+2CLO^-→4CoOOH+2CL^-+2H₂O。