[发明专利]一种用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍基碱性二次电池材料技术领域，尤其涉及一种用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍及其制备方法。

背景技术

钴包覆球形氢氧化镍是目前商业化的镍基碱性二次电池中广泛采用的正极活性材料。由于氢氧化镍是一种P型半导体材料，其导电性差，所以为提高氢氧化镍的导电性，通常在电池正极配方中添加氧化亚钴，通过电池化成在球形氢氧化镍表面和球体之间形成一层导电性较好的β-CoOOH。为了进一步提高球形氢氧化镍的导电性，常用的方法是先在球形氢氧化镍表面通过化学沉积在球体表面包覆一层β-Co(OH)₂，再把包覆层氧化成导电性更好γ-CoOOH。

目前球形氢氧化镍生产厂家采用化学沉积法在球形氢氧化镍表面包覆β-Co(OH)₂存在很大的缺陷。因为普通球形氢氧化镍的制备都是采用连续方式进行生产，球镍的粒径分布区间在0-35um，采用化学沉积法进行钴包覆时，由于粒径小的球形氢氧化镍表面能比粒径大的球形氢氧化镍要大，所以在同样的工艺条件下小球的包覆的速度要比大球快，这就会导致小球的包覆钴质量百分含量要远高于大球。采用这种方生产出的钴包覆球形氢氧化镍用在动力电池上时存在如下不足，如：小球上的包钴量过剩，而大球上的包钴量不足，产品的流动性、松装密、大电流充放电性能、循环使用寿命、荷电保持率不能很好的满足动力电池的要求。

因此想法解决现有钴包覆工艺中存在问题，发明了一种容量高、大电池充放性能好、循环使用寿命长、产品填充性好的能、荷电保持率高能完全满足动力电池要求的钴包覆球形氢氧化镍就显得很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种及一种用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍及其制备方法。

一种用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍，球形氢氧镍基体的Zn质量百分比含量为1-5％、Co质量百分比含量为0.5-5％、锰质量百分比含量为0.5-2％，在不同粒度球形氢氧化镍的表面均匀包覆一层质量百分比为2-6％、具有导性的γ-CoOOH。

一种用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍的制备方法，包括如下工艺步骤：

(1)、掺杂Zn、Co、Mn球形氢氧化镍的制备：配制含有镍、钴、锌、锰的盐溶液、浓度为1-6mol/L氢氧化钠溶液、浓度为1-6mol/L氨水溶液；往反应器中先加入1-6mol/L氨水溶液做为底液，调节反应器的温度为35-65℃，搅拌桨转速为120-200r/min,往反应器中连续添加含有所述镍、钴、锌、锰的盐溶液、碱液和氨水，控制体系PH在9-12.5，制备出粒度分布在0-35um的Zn含量为1-5％、Co含量为0.5-5％、Mn含量为0.5-2％的球形氢氧化镍；其中，所述盐溶液中镍离子、钴离子、锌离子、锰离子的浓度均为1-6mol/L；

(2)、采用水力旋流分离器把制备出的球形氢氧化镍分成0-5um、5-10um、10-20um、20um四个区间的产品；

(3)包覆β-Co(OH)₂球形氢氧镍的制备：配备浓度2-6mol/L的钴溶液，分别以步骤1中制备的不同粒度区间的球形氢氧化镍为基体，控制体系PH为9-12.6，在浓度为0.1-1mol/L的水合肼溶液下，连续添加钴盐溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液，在球形氢氧镍的表面均匀包覆一层质量百分比含量为2-6％的β-Co(OH)₂，把球形氢氧化镍放置在洗涤槽中；

(4)包覆γ-CoOOH球形氢氧镍的制备：将(3)中制备的所有不同粒径的球形氢氧镍经洗涤烘干后，投入到氧化器中，把物料加热到60-130℃，在浓度为30-60mol/L氢氧化钠和氢氧化钾的混合溶液和氧气的联合作用下，把球形氢氧化镍表面的β-Co(OH)₂包覆层氧化成具有导电性的γ-CoOOH。

进一步地，如上所述的用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍的制备方法：步骤1中，往反应器中按100-300ml/min速度注入含有镍、钴、锌、锰的盐溶液，10-200ml/min的速度注入碱液和氨水。

进一步地，如上所述的用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍的制备方法：步骤1中，所述盐溶液为硫酸盐或硝酸盐溶液。

进一步地，如上所述的用于动力电池的钴包覆球形氢氧化镍的制备方法：步骤3中，所述钴溶液为硫酸钴或硝酸钴溶液。