[发明专利]一种钴铝水滑石制备镍氢二次电池镍正极的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及钴铝水滑石制备镍氢二次电池镍的正极，属于新材料技术领域，具体地讲是涉及一种钴铝水滑石制备镍氢二次电池镍正极的方法及其应用。

背景技术

镍氢电池具有操作温度范围宽、大电流放电性能好、对环境污染小等优点。目前，已大量用于笔记本电脑、摄像机，特别是汽车和航空等领域。镍氢电池的性能与正负极的电极材料密切相关，近年来作为负极的活性材料储氢合金发展迅速，使镍氢电池的容量主要受正极材料的限制。因此，对镍氢电池正极材料的研究显得很有必要。

商业化的镍氢电池正极材料一般都掺杂Co材料以提高其电化学性能，掺杂不同形态的Co材料可以有效地降低镍电极反应的电荷转移电阻、改善氢氧化镍的质子传导性、提高电池的放电深度、提高析氧过电位和充电效率。添加不同Co材料对镍正极影响显著，但是目前相关的研究较少，用于镍氢电池镍正极的钴类添加剂只有单质金属钴、氧化亚钴、氢氧化钴、羰基氧化钴等传统产品，相关的创新与改进较少，而传统的钴类添加剂大多数合成复杂，工艺条件要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增加质子传导率，提高倍率放电性能和延长循环寿命的钴铝水滑石制备镍氢二次电池镍正极的方法。

本发明的另一目的在于提供钴铝水滑石在制备镍氢二次电池镍正极中的应用。

本发明解决问题采用的技术方案为：

一种钴铝水滑石镍氢二次电池镍正极极片，其特征在于所述镍氢二次电池镍正极极片由下列原料按重量份比构成：

钴铝水滑石 30-40份，      氢氧化镍 50-60份，

导电剂     5-10份，       分散剂   0.1-5份，

粘结剂     1-3份。

一种钴铝水滑石制备镍氢二次电池镍正极的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

a.将30-40重量份的钴铝水滑石、50-60重量份的氢氧化镍、5-10重量份的导电剂进行机械混合得到镍氢二次电池正极材料混合物；

b.将分散剂溶液加入到步骤(a)的正极材料混合物中，然后边球磨边加入粘结剂，球磨3-5小时，得到混合均匀的镍正极材料；

c.将步骤(b)的镍正极材料均匀压片于集流体泡沫镍上并在60-200℃下烘干，裁剪即得镍正极极片。

所述的步骤(a)中钴铝水滑石的制备过程如下：

(1)配制硝酸钴与硝酸铝物质的量浓度比为1-1.5:3的混合盐溶液和氢氧化钠与碳酸钠物质的量浓度比为6-10:1的混合碱溶液；

(2)将上述两种溶液在强烈的机械搅拌下，于60-80℃，共沉淀法反应4-6小时，反应时，保持体系的ph值在9-10之间，陈化15-20小时得到反应产物；

(3)将所得的反应产物过滤，用蒸馏水洗涤至滤液为中性，并在50-100℃干燥8-10个小时，即得钴铝水滑石。

所述分散剂溶液是将0.1-5重量份的分散剂溶于55-80重量份的去离子水中，得到分散剂溶液。

所述步骤(b)中分散剂溶液与所述步骤(a)得到镍氢二次电池正极材料混合物的重量比为3-10:100。

所述粘结剂与步骤(a)中得到镍氢二次电池正极材料混合物的重量比为0.3-8:100。

所述的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠﹑十六烷基三甲基溴化铵、次亚磷酸钠、六次甲基四胺、聚乙二醇﹑四丁基溴化胺﹑硫脲、溴化四乙铵、聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)中的一种或几种的混合物。

所述导电剂为碳黑、石墨、乙炔黑中的一种或几种的混合物。

所述粘结剂为聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸钠、聚吡咯、聚苯胺、丁苯橡胶中的一种或几种的混合物。

所述的钴铝水滑石用于制备镍氢二次电池的镍正极。