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CN102800853A - 一种镍基碱性二次电池负极材料的制备方法 - Google Patents

一种镍基碱性二次电池负极材料的制备方法 Download PDF

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CN102800853A CN2012103157119A CN201210315711A CN102800853A CN 102800853 A CN102800853 A CN 102800853A CN 2012103157119 A CN2012103157119 A CN 2012103157119A CN 201210315711 A CN201210315711 A CN 201210315711A CN 102800853 A CN102800853 A CN 102800853A
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姜波
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SHANGHAI JINZHONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种镍基碱性二次电池正极制备方法，包括如下步骤：（1）处理含5wt%Co的LaNi5 储氢合金粉，再其表面形成SiO2凝胶膜；（2）配比镍基碱性二次电池负极材料的原料，其包括表面处理了的储氢合金粉、LiH2、Fe3O4、CuSO4、余量为羟基镍粉粘结剂 ；（3）将储氢合金粉 、LiH2 、Fe3O4 、CuSO4研磨成粉末，并使用200目筛过筛，将过筛后的混合粉末放入搅拌器中，加入羟基镍粉粘结剂 ，充分搅拌后，得到镍基碱性二次电池负极材料。使用本发明制备的负极材料的镍基碱性二次电池具有放电效果佳，耐腐蚀性强，使用寿命长的特点。

Description

一种镍基碱性二次电池负极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池负极材料的制备方法，尤其涉及一种镍基碱性二次电池负极材料的制备方法。
背景技术
镍基电池由于具有使用安全和环境友好的优点，至今在通讯与数码产品、电动工具、仪器仪表、玩具等领域应用越来越广泛。但是，由于镍基电池内部处于一个碱性环境，电池的充放电循环会对电池负极造成电化学腐蚀，从而进一步造成了电池使用寿命的衰减。伴随电子移动设备的推广，对其内使用的环境污染低、可多次循环使用的镍基碱性二次电池的需求也越来越大；除了对电池容量的需求变高以外，对电池的使用寿命也提出了较高的要求。因此迫切需要提供一种可使镍基碱性二次电池容量大、使用寿命长的负极材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种镍基碱性二次电池负极材料的制备方法，使用该方法制备的负极材料的镍基碱性二次电池具有放电效果佳，耐腐蚀性强，使用寿命长的特点。
为了实现上述目的，本发明提供的一种镍基碱性二次电池负极材料制备方法包括如下步骤：
步骤1，处理含5wt％Co的LaNi5储氢合金粉
将无水分散介质、含5wt％Co的LaNi5储氢合金粉和正硅酸酯按质量比1∶6～8∶0.2～0.5，依次加入反应容器中，
然后以60～90℃的加热温度进行加热搅拌，直至其中分散介质挥发干净，将此时的储氢合金粉暴露在空气中36～48个小时，使储氢合金粉表面形成二氧化硅凝胶膜，
将表面形成SiO2凝胶膜的储氢合金粉粉末置于真空炉中慢慢加温，以70～90℃/小时的升温速度加温至600～650℃，再保温6～10小时，即得到表面经处理过的储氢合金粉；
步骤2，按如下质量百分比配比镍基碱性二次电池负极材料的原料
余量为羟基镍粉粘结剂；
步骤3，形成镍基碱性二次电池负极材料
将步骤2中的储氢合金粉、LiH2、Fe3O4、CuSO4研磨成粉末，并使用200目筛过筛，将过筛后的混合粉末放入搅拌器中，加入羟基镍粉粘结剂，充分搅拌后，得到镍基碱性二次电池负极材料。
其中，步骤1中所述分散介质优选为乙醇。
其中，步骤1中所述正硅酸酯优选为正硅酸乙酯。
其中，步骤2中所述碱金属氢化物优选为LiH2。
本发明制备的负极材料，经电池厂家的试用，与市场上的其它材料相比，电池容量极大提高，放电性能显著改善，耐腐蚀能力明显变强，电池的使用寿命得到有效的延长。
具体实施方式
实施例一
处理含5wt％Co的LaNi5储氢合金粉
将无水乙醇、含5wt％Co的LaNi5储氢合金粉和正硅酸乙酯按质量比1∶6∶0.2，依次加入反应容器中，然后以60℃的加热温度进行加热搅拌，直至其中无水乙醇挥发干净。将此时的储氢合金粉暴露在空气中36个小时，使储氢合金粉表面形成二氧化硅凝胶膜，
将表面形成SiO2凝胶膜的储氢合金粉粉末置于真空炉中慢慢加温，以70℃/小时的升温速度加温至600℃，再保温6小时，即得到表面经处理过的储氢合金粉。
配比镍基碱性二次电池负极材料的原料
Figure BDA00002077517300031
余量为羟基镍粉粘结剂。
形成镍基碱性二次电池负极材料
将上述配比的储氢合金粉、LiH2、Fe3O4、CuSO4研磨成粉末，并使用200目筛过筛，将过筛后的混合粉末放入搅拌器中，加入羟基镍粉粘结剂，充分搅拌后，得到镍基碱性二次电池负极材料。
将制造的镍基碱性二次电池负极材料用于负极片，与镍基碱性二次电池正极极片，聚乙烯动力电池专用隔膜，5M的氢氧化钾水溶液电解质，组装圆柱形动力电池，在放电截止电压为1.5V、3C条件下充放电性能测试，电池充放电循环寿命（容量保持率不低，即放电容量不低于设计容量的80％时的充放电循环次数，以下同。）375次。
实施例二
处理含5wt％Co的LaNi5储氢合金粉
将无水乙醇、含5wt％Co的LaNi5储氢合金粉和正硅酸乙酯按质量比1∶8∶0.5，依次加入反应容器中，然后以90℃的加热温度进行加热搅拌，直至其中无水乙醇挥发干净，将此时的储氢合金粉暴露在空气中48个小时，使储氢合金粉表面形成二氧化硅凝胶膜。
将表面形成SiO2凝胶膜的储氢合金粉粉末置于真空炉中慢慢加温，以90℃/小时的升温速度加温至650℃，再保温10小时，即得到表面经处理过的储氢合金粉。
配比镍基碱性二次电池负极材料的原料
Figure BDA00002077517300032
Figure BDA00002077517300041
余量为羟基镍粉粘结剂；
形成镍基碱性二次电池负极材料
上述配比的储氢合金粉、LiH2、Fe3O4、CuSO4研磨成粉末，并使用200目筛过筛，将过筛后的混合粉末放入搅拌器中，加入羟基镍粉粘结剂，充分搅拌后，得到镍基碱性二次电池负极材料。
将制造的镍基碱性二次电池负极材料用于负极片，与镍基碱性二次电池正极极片，聚乙烯动力电池专用隔膜，5M的氢氧化钾水溶液电解质，组装圆柱形动力电池，在放电截止电压为1.5V、3C条件下充放电性能测试，电池充放电循环寿命（容量保持率不低，即放电容量不低于设计容量的80％时的充放电循环次数）387次。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做出的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种镍基碱性二次电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，处理含5wt%Co的LaNi5 储氢合金粉
将无水分散介质、含5wt%Co的LaNi5 储氢合金粉和正硅酸酯按质量比1∶6~8∶0.2~0.5，依次加入反应容器中，
然后以60~90℃的加热温度进行加热搅拌，直至其中分散介质挥发干净，
将此时的储氢合金粉暴露在空气中36~48个小时，使储氢合金粉表面形成二氧化硅凝胶膜， 
将表面形成SiO2凝胶膜的储氢合金粉粉末置于真空炉中慢慢加温，以70~90℃/小时的升温速度加温至600~650℃，再保温6~10小时，即得到表面经处理过的储氢合金粉；
步骤2，按如下质量百分比配比镍基碱性二次电池负极材料的原料
上述表面处理了的储氢合金粉                  40~50%
碱金属氢化物                  4~6%
Fe3O4        1~1.5% 
CuSO4        2~3%
余量为羟基镍粉粘结剂 ；
步骤3，形成镍基碱性二次电池负极材料
将步骤2中的储氢合金粉 、LiH2 、Fe3O4 、CuSO4研磨成粉末，并使用200目筛过筛，将过筛后的混合粉末放入搅拌器中，加入羟基镍粉粘结剂 ，充分搅拌后，得到镍基碱性二次电池负极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述分散介质为乙醇。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述正硅酸酯为正硅酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述碱金属氢化物为LiH2。
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