[发明专利]碱性二次电池正极活性物质用的包覆氢氧化镍粉末及其制造方法

说明书

本发明提供一种改善糊化时的分散性而抑制凝集且在制作碱性二次电池用正极时能够高密度地填充于三维金属多孔体的包覆氢氧化镍粉末。由钴化合物包覆层包覆氢氧化镍的粒子表面而成的包覆氢氧化镍粉末中，对包覆氢氧化镍粉末10g加入水10ml的悬浮液的除了氧鎓离子、氢氧化物离子以及碳酸离子以外的离子的总溶出量为6.5mmol/L以下。为此，在干燥工序中，在含碳气体分压为15Pa以下的脱碳酸环境中对经由晶析工序、包覆工序以及清洗工序而获得的包覆氢氧化镍粉末实施干燥。

技术领域

本发明涉及一种作为碱性二次电池用正极活性物质的氢氧化镍粉末及其制造方法，特别涉及一种为了确保粒子间的导电性并提高电池的利用率、寿命特性以及输出特性而由钴化合物进行包覆的氢氧化镍粉末及其制造方法。

背景技术

近年来，对于便携式设备、混合动力车搭载用二次电池的需求日益增多的同时，对其的高容量化有着强烈的需求。为此，还对碱性二次电池正极材料用的氢氧化镍粉末实施了如下改善：为了改善高温下的利用率而使钴固溶于氢氧化镍粉末中，或者，为了改善寿命特性而使锌或镁固溶于氢氧化镍粉末中。

特别是，使用于混合动力车用电源等的高功率用途的碱性二次电池的氢氧化镍粉末中，不仅对上述高温下利用率的提高、寿命特性的改善有着强烈的需求，而且还对输出特性的改善也有着强烈的需求。但是，由于碱性二次电池正极材料用的氢氧化镍粉末是电绝缘体，因而缺乏导电性，电流不能充分遍布在氢氧化镍中，因此，存在氢氧化镍的电化学利用率低的问题。

为了解决上述问题，通过作为导电材料的氧化钴或氢氧化钴等的钴化合物来包覆氢氧化镍粒子的表面，由此确保氢氧化镍粒子间的导电性。通过该氢氧化镍粒子的表面上所包覆的钴化合物体现导电性，并形成了氢氧化镍粒子间的导电网络。

例如，专利文献1提出了在主成分为氢氧化镍的粒子上形成β型氢氧化钴薄层的蓄电池用镍活性物质。上述镍活性物质通过如下方式获得：在碱性水溶液中，从镍盐析出氢氧化镍粒子之后，将该氢氧化镍粒子浸渍于硫酸钴盐或者硝酸钴盐的水溶液中，接着采用碱性水溶液进行中和而获得。

另外，作为由氢氧化钴包覆的氢氧化镍粉末的制造方法，专利文献2公开了如下方案：在含有氢氧化镍粉末且用苛性碱调整至pH11～13的水溶液中，同时且连续地定量供给含有钴的水溶液和铵离子供体。

此外，专利文献3提出了如下方法：将氢氧化镍原料粉末的悬浮液的pH、温度、铵离子浓度保持在规定值，并且，相对于氢氧化镍原料粉末1kg以钴换算为0.7g/分钟以下的供给速度供给含有钴离子的水溶液，以使镍离子浓度成为10～50mg/L以及钴离子浓度成为5～40mg/L，同时将含有铵离子的水溶液供给于该悬浮液中。

使用了由上述钴化合物包覆的氢氧化镍粉末的碱性二次电池用正极，通常通过如下工序制造：将氢氧化镍粉末和作为粘合剂的有机物聚合物与溶剂进行混合而使其糊化(浆液化)，并将其填充于发泡镍等的三维金属多孔体中，之后实施干燥、压制等工序。但是，通常，由钴化合物包覆的氢氧化镍粉末在糊剂中的分散性差，制作正极时，对发泡镍等的填充密度低，因此，存在无法发挥所期待的电池特性的问题。

对于上述问题，通常认为振实密度高时可实施高密度填充，且电池容量会增大，因此，对成为芯材的氢氧化镍粉末的高振实密度化进行了研究。例如，专利文献4公开了如下方案：可同时且连续地供给含镍水溶液、苛性碱水溶液以及铵离子供体而结晶析出氢氧化镍以使粒径肥大化，由此获得2.1～2.3g/mL的高振实密度的氢氧化镍粉末。另外，专利文献5公开了一种振实密度为1.9g/mL以上且平均粒径为3～25μm的高密度氢氧化镍粉末。

如上所述，虽然提出了由钴化合物包覆的包覆氢氧化镍粉末的高振实密度化带来的高密度填充方案，但对改善糊剂中的分散性的问题没有提出有效方案，存在着制作正极时对发泡镍等的填充密度还未达到令人满意的水平的问题点。

现有技术文献

专利文献