[发明专利]一种钴包覆氢氧化镍的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钴包覆氢氧化镍的制备方法，尤其涉及一种碱性蓄电池用钴包覆氢氧化镍的制备方法。

背景技术

碱性蓄电池用的镍电极主要作为镉-镍，贮氢合金-镍及锌-镍等二次电池的正极。氢氧化镍是碱性镍氢电池的正极活性物质，由于氢氧化镍本身是一种半导体，必须在制作极板时加入一定的导电剂，或在表面包覆一层钴化合物，才能大大提高正极的导电性能。但是，使用这种正极活性物质的镍氢二次电池在大电流放电、深度放电、短路等状态下时，往往有正极容量的不可恢复问题，其中的主要原因主要是在进行氢氧化镍的深度放电时，氢氧化镍表面的导电网络物质β-CoOOH也会进行部分的还原反应，其还原后的2价钴在电池的电解液中会形成钴的络合离子造成钴的溶解问题，从而引起β-CoOOH导电网络的不完整。因此需要提高经氧化后获得的表面包覆氧化钴的导电网络的均匀性、完整性及电导性，使制备的表面包覆氧化钴的氢氧化镍具有高电导性、导电网络均匀而完整、活性物质利用高等特点，表现出良好的综合电性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种钴包覆氢氧化镍的制备方法，使用该方法制备的氢氧化镍材料具有高电导性、导电网络均匀而完整、活性物质利用高等特点。

为了实现上述目的，本发明提供的一种钴包覆氢氧化镍的制备方法包括如下步骤：

步骤1，配制1-1.5摩尔/升硫酸钴溶液A，重量浓度为15-20％的氢氧化钾溶液B，重量浓度为10-15％的氨水溶液C，重量浓度为30-50％的氢氧化钠溶液D，配制浓度为0.5-0.8摩尔/升的稀土金属盐的水溶液E，配制含乙二胺和草酸的络合剂水溶液F，其中所述稀土金属盐为La或Y的氯化物，所述络合剂水溶液的各组分与硫酸钴中的钴的摩尔比为乙二胺/Co＝0.4-0.6、草酸/Co＝0.1-0.3；

步骤2，在反应器中加入150-240克/升的球形氢氧化镍和纯净水混合物，用溶液B调节反应液pH值至9-11，用溶液C调节反应液中氨浓度为15-20克/升，控制温度为50-65℃；

步骤3，将溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同时并连续加入到反应器中进行包覆反应，反应条件：控制搅拌速度：200-300转/分钟，温度45-55℃，pH值9-12；氨浓度4-8克/升，反应时间3-6小时；

步骤4，将步骤(3)反应得到的产物进行固液分离、用纯净水洗涤至pH值为8-11，在50-60℃温度下烘干，得到包覆氢氧化钴的氢氧化镍；

步骤45，将包覆氢氧化钴的氢氧化镍加入氧化反应器中，加入包覆氢氧化钴的氢氧化镍重量15-20％，温度为90-100℃的溶液D，通入氧气进行氧化，氧化反应条件：搅拌条件下，温度100-120℃，氧气流量0.5-0.8/kg氢氧化镍·分钟，反应时间1-2小时；

步骤6，对氧化后的物料用纯净水洗涤至pH值7-10，在100-150℃温度下烘干，即得到表面包覆氧化钴的氢氧化镍产品。

本发明制备的钴包覆氢氧化镍，具有包覆和氧化层均匀、高电导性、导电网络均匀而完整、活性物质利用高等特点。

具体实施方式

实施例一

配制反应溶液

分别配制1摩尔/升硫酸钴溶液A，重量比分别为15％的氢氧化钾溶液B，10％的氨水溶液C，30％的氢氧化钠溶液D，配制浓度为0.5摩尔/升的氯化镧的水溶液E，配制络合剂水溶液F，所述络合剂水溶液的各组分与硫酸钴中的钴的摩尔比为乙二胺/Co＝0.4、草酸/Co＝0.1。

反应得到包覆氢氧化钴的氢氧化镍

在反应器中加入150克/升的球形氢氧化镍和纯净水混合物，用溶液B调节反应液pH至9，用溶液C调节反应液中氨浓度为15克/升，控制温度为50℃。

将溶液A、溶液B、溶液C、溶液E和溶液F同时并连续加入到反应器中进行包覆反应，反应条件：控制搅拌速度：200转/分钟，温度45℃，pH值9；氨浓度4克/升，反应时间3小时。

将步骤反应得到的产物进行固液分离、用纯净水洗涤至至pH值8，在50℃温度下烘干，得到包覆氢氧化钴的氢氧化镍。

氧化及后续处理

将包覆氢氧化钴的氢氧化镍加入氧化反应器中，加入包覆氢氧化钴的氢氧化镍重量15％，温度为90℃的溶液D，通入氧气进行氧化，氧化反应条件：搅拌条件下，温度100℃，氧气流量0.5/kg氢氧化镍·分钟，反应时间1小时。

对氧化后的物料用纯净水洗涤至pH值7，在100℃温度下烘干，即得到表面包覆氧化钴的氢氧化镍产品。