CN102800859A - 一种钴包覆氢氧化镍的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钴包覆氢氧化镍的制备方法包括如下步骤：(1)配制硫酸钴溶液A，氢氧化钾溶液B，氨水溶液C，氢氧化钠溶液D，稀土金属盐的水溶液E，络合剂水溶液F；(2)在反应器中球形氢氧化镍和纯净水混合物，用溶液B调节反应液pH值； (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；(4)将步骤(3)反应得到的产物进行固液分离、用纯净水洗涤、烘干，得到包覆氢氧化钴的氢氧化镍；(5)将包覆氢氧化钴的氢氧化镍加入氧化反应器中氧化；(6)对氧化后的物料用纯净水洗涤至烘干，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。
Description
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。
实施例1得到的氢氧化镍活性物质A的粉体阻抗为0.8Ω·cm，通过碘量法测定出表面包覆钴的钴平均价态为3.08，电性能检测结果见表1。
实施例二
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20％的氢氧化钾溶液B，15％的氨水溶液C，50％的氢氧化钠溶液D，配制浓度为0.8摩尔/升的氯化钇的水溶液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＝0.6、草酸/Co＝0.3。
反应得到包覆氢氧化钴的氢氧化镍
在反应器中加入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至11，用溶液C调节反应液中氨浓度为20克/升，控制温度为65℃。
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：300转/分钟，温度55℃，pH值12；氨浓度8克/升，反应时间6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11，在60℃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20％，温度为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120℃，氧气流量0.8/kg氢氧化镍·分钟，反应时间2小时。
对氧化后的物料用纯净水洗涤至pH10，在150℃温度下烘干，即得到表面包覆氧化钴的氢氧化镍产品。
实施例1得到的氢氧化镍活性物质A的粉体阻抗为0.7Ω·cm，通过碘量法测定出表面包覆钴的钴平均价态为3.02，电性能检测结果见表1。
表1
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 (1)
1.一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；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20121128 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |