CN100334003C - 一种纳米α－氢氧化镍及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米α-氢氧化镍及其制备方法，该方法是以二价镍盐为原料，加入掺杂金属盐配制成反应溶液；以氢氧化钾或氢氧化钠配制成沉淀剂溶液；在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液加入到反应溶液中，得到氢氧化镍，洗涤后干燥至恒重。本发明制备的纳米α-氢氧化镍具有粒径小、颗粒均匀、比表面积大、热稳定性好、在碱性介质中稳定、放电比容量高、自放电率低、电化学循环性能稳定、合成工艺流程简单易行以及掺杂元素含量易于控制等特点，可用作二次碱性锌镍电池或氢镍电池、铁镍电池正极材料。
Description
技术领域
本发明涉及化学电源技术领域，具体是指一种纳米α-氢氧化镍及其制备方法。
背景技术
传统的Zn/Ni、Cd/Ni、M-H/Ni、Fe/Ni等碱性二次电池，其正极都是以β-氢氧化镍或者以掺杂了Co、Cd、Mn等元素的化合物添加剂的β-氢氧化镍为活性物质制作的。这种镍电极材料主要存在以下四个方面的不足：
第一，β-氢氧化镍电极不带电的状态不能与处于带电状态的锌电极电荷匹配而组成可以即时放电的电池，而需要另行充电化成，在电池达到最佳性能之前，还需要进行数十次的充、放电化成。这就给电池的制造造成了巨大的能源浪费和电池制造成本的提高。
第二，由β-氢氧化镍构成的电极，在活化之后电极本身的实际比容量(200～235mAh/g)通常只有负极锌电极容量(约400mAh/g)的50％左右。这种锌/镍电池的正、负极活性物质用量、体积相等差较大，也给电池的制造带来一定的难度。而且，以β-氢氧化镍为活性物质所制造的镍电极为正极的电池的质量比容量也相对较低。
第三，由于β-氢氧化镍是一种导电性能极差的半导体，所以由其作为活性物质所构成的电极的导电性能很差，活化后的电极活性物质由于自身的导电能力差而影响了电极自身的放电性能和放电效率。目前，锌镍电池正极活性物质的利用率只有其总量的40～60％。
第四，以β-氢氧化镍为活性物质所制造的镍电极在充放电过程中很容易造成过充电。这种过充电会使得β-氢氧化镍在电极电氧化时变成了体积较大的γ-羟基氧化镍而不是变成与β-氢氧化镍体积相近的β-羟基氧化镍，从而导致电极在过充电后体积膨胀。同时，γ-羟基氧化镍的形成还会引起电极产生“记忆效应”，电极的膨胀和“记忆效应”又会直接缩短电池的循环使用寿命。
虽然最近以来人们试图通过制备α-氢氧化镍来克服上述缺点，中国00123599.0、01129615.1、01109694.2号发明专利申请分别公开了一种球形α-氢氧化镍、一种纳米α-氢氧化镍和一种纳米相α-氢氧化镍及其制备方法，但是，上述专利除了都存在其各自的缺陷之外，它们还存在共同的不足之处：第一，所制备的α-氢氧化镍中掺杂元素的含量及掺入杂质量难以控制，因为其合成工艺步骤、流程复杂而导致实际合成过程中杂质元素种类、含量不确定；同时，杂质不仅降低了活性物质的实际容量，而且会直接降低电极放电比容量，从而影响电池的性能；第二，其合成工艺流程较为复杂，从而导致活性材料的合成成本高、实现工业化生产难度较大；第三，以所制备的α-氢氧化镍为正极活性物质所制造电极的放电容量较低，最高的比容量值只有α-氢氧化镍电极理论质量比容量(578mAh/g)的59％(见中国01129615.1号发明专利申请说明书实施例一)；第四，以上述专利方法制备的α-氢氧化镍为正极活性物质所制造的电池的生产成本也较高，性能价格比较低，缺乏市场竞争能力。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的就是提供一种纳米α-氢氧化镍及其制备方法。该方法采用常见、易得、无环境污染或低环境污染的化学原料，在搅拌及超声波分散的条件下，用简便的化学共沉淀方法来制备电化学性能优良的纳米α-氢氧化镍。
本发明通过如下技术方案来实现：所述一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
第一步 以二价镍盐为原料，加入金属离子含量相当于二价镍盐摩尔数5～25％的掺杂金属盐，用水溶解配制成镍离子浓度为0.01～10mol/L的反应溶液；
第二步取用量为所述反应溶液中镍离子摩尔数200～300％的氢氧化钾或氢氧化钠，用水溶解配制成氢氧化钾或氢氧化钠浓度为0.05～12mol/L的碱性沉淀剂溶液；
第三步 在超声波分散、同时进行搅拌的条件下，将所述沉淀剂溶液加入到所述的反应溶液中，控制沉淀剂滴加速度，使得反应体系的pH值在7.0～11.5之间，反应温度为20～60℃，反应时间为15～120分钟，反应结束后停止搅拌，继续用超声波分散30～300分钟，得到绿色或蓝绿色的氢氧化镍沉淀；
第四步将所述氢氧化镍沉淀用水洗涤至洗出液的pH值为中性，真空及室温的条件下干燥至恒重。
为了更好地实现本发明，所述二价镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍；所述掺杂金属盐包括三价铝盐、三价铁盐中的一种或一种以上的混合物；所述三价铝盐包括硝酸铝、硫酸铝或氯化铝；所述三价铁盐包括硫酸铁、氯化铁或硝酸铁；所述水包括自然水、自来水、蒸馏水或去离子水。
本发明所述纳米α-氢氧化镍就是通过上述方法制备而成的。
本发明的纳米α-氢氧化镍的制备方法是一种化学共沉淀反应方法，是在超声波分散的条件下来合成纳米α-氢氧化镍的全新技术路线。其反应原理用化学反应式表示如下：
Ni2+(M3+，A+)+2OH-+nH2O→Ni1-x-y(M)xAy(OH)2(B)z·nH2O↓
(绿色或蓝绿色)
(其中，Mn+代表Al3+、Fe3+；B代表固体表面吸附及晶体层间插入的、由原料本身带入及从环境吸收的、含量有限的、固有的CO3 2-、NO3 -、SO4 2-、Cl-等(以CO3 2-为主的)杂质离子；n＝0.35-0.85，表示晶体的结晶水及固体吸附水的总量，A+代表晶体层间吸附的K+、Na+杂质离子)
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明制备的纳米α-氢氧化镍，由于α-氢氧化镍具有较大的层间距(如图1，纳米α-氢氧化镍的XRD衍射图)，其层间能够容纳更多的CO3 2-、NO3 -等阴离子，K+、Na+、H3O+等阳离子以及水分子等，使得氢氧化镍的导电性能大大增强，特别是其质子传导能力得到显著的提高，从而使以纳米α-氢氧化镍为活性物质电极的电化学性能得以提高。
2、以本发明所制备的纳米α-氢氧化镍为电极活性物质的镍电极，充电态的活性物质为γ-羟基氧化镍，放电态的活性物质为α-氢氧化镍。而且，α-氢氧化镍在碱性条件下具有较高的化学稳定性，不易转变为体积较小的β-氢氧化镍，因而电极在充放电循环过程中，只存在α-氢氧化镍/γ-羟基氧化镍之间的转化，即所谓的α/γ循环，而不存在其它晶体形态变化或循环，使电极及电池具有较长的循环寿命。
3、以本发明制备的纳米α-氢氧化镍为电极活性物质制备的镍电极，在充放电过程中，由于只存在α/γ循环，而且充电态的γ-羟基氧化镍的镍具有较高的氧化态，其平均氧化数为3.55，最高氧化数达3.76。因此，采用本发明制备的羟基氧化镍制作的镍正极具有较高的放电比容量，平均放电比容量超过400mAh/g，最高放电比容量达到447mAh/g，充放电循环性能稳定，镍正极能与负极锌有较好的比容量匹配关系，从而有效地提高了电池材料的利用效率，有效地降低了电池的综合制造成本。
4、本发明制备的纳米α-氢氧化镍的粒径为20～150nm，能有效地吸附适量的杂质离子，加之掺杂了Al、Fe等具有较好导电能力的掺杂元素，从而大大地提高了电极的导电能力，降低了电池的内阻，大幅度地提高了电池的放电效率及放电比容量，同时还提高了α-氢氧化镍在碱性介质中的化学稳定性。
5、以本发明制备的α-氢氧化镍为正极活性物质所制作的锌镍电池，具有较低的充电电压(较β-氢氧化镍为活性物质电池的充电电压低30～50mV)，不易引起电池过充电，能使电池的使用寿命有效延长；其平均开路电压约为1.67伏特(V)，平均放电电压约为1.55伏特(V)，具有平稳的放电平台，电极的循环性能优良。
6、本发明制备的α-氢氧化镍还具有较易于活化的性能特点，即经过较少次数的充放电循环即可达到最佳的充放电性能，不需要太多次的充放电活化即可以与电化学性能优良的锌负极等匹配组成具有良好充放电性能的二次电池，能有效地节约能源、降低电池的制造成本。
7、本发明α-氢氧化镍的合成工艺流程简单易行、产品的制造成本低廉，掺杂金属元素的含量、α-氢氧化镍的含量以及产物的粒径等均易于控制，所制备的α-氢氧化镍具有颗粒粒径细小、颗粒粒度分布较窄、比表面积大、热稳定性好、在碱性介质中结构稳定、充电态电极的自放电率低、电性能优良稳定等特点，可用于制造碱性锌镍(Zn/Ni)、氢镍(MH/Ni)、铁镍(Fe/Ni)等二次电池以及作为大输出功率动力电池的正极材料，在不改变原有电池生产工艺的情况下就能用原有电池的生产设备和生产工艺来制造生产性能本发明的更好的高质量电池。
附图说明
图1是典型α-氢氧化镍的XRD衍射图谱；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
第一步取1.0摩尔的硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)及0.05摩尔(相当于镍盐摩尔数5％)的硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)用自然水溶解，配制成100ml镍离子浓度为10mol/L的反应溶液；
第二步1.2摩尔的氢氧化钾，用100ml自然水溶解配制成氢氧化钾的浓度为12mol/L的沉淀剂溶液；
第三步在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度20℃，控制反应pH约为7.0，滴加反应时间约为15分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散300分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为20～100nm，平均粒径为35nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍(参见图1a)；其电化学性能采用以α一氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为389mAh/g(参见表1)。
实施例2
第一步取0.05摩尔硫酸镍(NiSO4·6H2O)、0.0025摩尔(相当于镍盐摩尔数的5％)硝酸铁(Fe(NO3)3·7H2O)以及0.0025摩尔(相当于镍盐摩尔数的5％)氯化铝(AlCl3)，用蒸馏水溶解配制成5000ml镍离子浓度为0.01mol/L的反应溶液；
第二步取0.15摩尔(相当于镍离子摩尔数的300％)的氢氧化钾，用蒸馏水溶解配制成3000ml氢氧化钾浓度为0.05mol/L的氧化剂溶液；
第三步在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度30℃，反应pH约为9.5，滴加反应时间为120分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散180分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为20～120nm，平均粒径为60nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为423mAh/g(参见表1)。
实施例3
第一步取0.5摩尔的硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、0.065摩尔(相当于镍盐摩尔数13％)的硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)，用蒸馏水溶解配制成2000ml镍离子浓度为0.25mol/L的反应溶液；
第二步取1.1摩尔(相当于镍离子摩尔数的220％)氢氧化钾，用蒸馏水配制成氢氧化钾浓度约为4mol/L的氧化剂溶液275ml；
第三步在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度35℃，控制反应pH约为8.0，滴加反应时间为30分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散60分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为60～150nm，平均粒径为100nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍(参见图1b)；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为447mAh/g(参见表1)。
实施例4
第一步取0.1摩尔氯化镍(NiCl2·6H2O)、0.01摩尔(相当于镍盐摩尔数的10％)的氯化铝(AlCl3)，0.005摩尔(相当于镍盐摩尔数的5％)的氯化铁(FeCl3)，用去离子水溶解配制成500ml镍离子浓度为0.2mol/L的反应溶液；
第二步取0.25摩尔(相当于镍离子摩尔数的250％)的氢氧化钠，用去离子水溶解配制成500ml氢氧化钾浓度为0.5mol/L的氧化剂溶液；
第三步 在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度45℃，控制反应pH约为9.5，滴加反应时间为90分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散120分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为50～150nm，平均粒径为85nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为386mAh/g(参见表1)。
实施例5
第一步取0.1摩尔的硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、0.01摩尔(相当于镍盐摩尔数10％)的硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)，用蒸馏水溶解配制成100ml镍离子浓度为0.2mol/L的反应溶液；
第二步取0.25摩尔(相当于镍离子摩尔数的250％)氢氧化钾，用蒸馏水配成50ml(氢氧化钾浓度为5mol/L的)氧化剂溶液；
第三步 在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度60℃，控制反应pH约为9.0，滴加反应时间为30分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散100分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为35～85nm，平均粒径为60nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为431mAh/g(参见表1)。
实施例6
第一步取0.5摩尔的硫酸镍(NiSO4·6H2O)、0.125摩尔(铁离子相当于镍盐摩尔数25％)硫酸铁(Fe2(SO4)3·18H2O)，用蒸馏水溶解配制成100ml镍离子浓度为5mol/L的反应溶液；
第二步取1.2摩尔(相当于镍离子摩尔数的240％)氢氧化钾，用蒸馏水溶解配制成100ml氢氧化钾浓度为12mol/L的氧化剂溶液；
第三步 在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度35℃，控制反应pH约为7.5，滴加反应时间为90分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散210分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为30～120nm，平均粒径为50nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为404mAh/g(参见表1)。
实施例7
第一步取2.0摩尔的硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、0.16摩尔(相当于镍盐摩尔数8％)的硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)，0.1摩尔(相当于镍盐摩尔数5％)的硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)，用蒸馏水溶解配制成2000ml镍离子浓度为1.0mol/L的反应溶液；
第二步取6.0摩尔(相当于镍离子摩尔数的300％)氢氧化钾，用蒸馏水配制成氢氧化钾浓度约为6mol/L的氧化剂溶液1000ml；
第三步在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度55℃，控制反应pH约为8.0滴加反应时间为60分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散90分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为30～80nm，平均粒径为40nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为436mAh/g(参见表1)。
实施例8
第一步取1.0摩尔的硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、0.2摩尔(相当于镍盐摩尔数20％)的硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)，用蒸馏水溶解配制成300ml镍离子浓度为3.0mol/L的反应溶液；
第二步取2.5摩尔(相当于镍离子摩尔数的210％)氢氧化钾，用蒸馏水配制成氢氧化钾浓度约为2.5mol/L的氧化剂溶液1000ml；
第三步在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度35℃，控制反应pH约为9.0，滴加反应时间为约30分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散45分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为30～100nm，平均粒径为60nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为400mAh/g(参见表1)。
实施例9
第一步取0.8摩尔的硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、0.08摩尔(相当于镍盐摩尔数10％)的硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)，用自来水溶解配制成100ml镍离子浓度为8mol/L的反应溶液；
第二步取2.0摩尔(相当于镍离子摩尔数的250％)氢氧化钠，用自来水配制成氢氧化钠浓度约为4mol/L的沉淀剂溶液275ml；
第三步 在搅拌机搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液逐滴加入到反应溶液中，控制反应温度60℃，控制反应pH约为11.5，滴加反应时间为30分钟，滴加结束后停止搅拌，继续超声波分散30分钟，得到绿色或蓝绿色氢氧化镍沉淀产物；
第四步将氢氧化镍沉淀用适量水洗涤5次，抽滤、并继续反复抽洗数次，至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀置于真空干燥箱中，在室温条件下干燥至恒重。
用激光粒度分析仪及投射电镜技术测定上述氢氧化镍的粒径(参见表1)，其粒径为20～80nm，平均粒径为45nm；用XRD(X射线粉末衍射法)定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍(参见图1c)；其电化学性能采用以α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以自制的氧化锌粉为负极、氢氧化钾水溶液为电解质所制造的实验电池进行测定，测得其0.1C倍率充放电的其最高放电比容量为413mAh/g(参见表1)。
表1典型纳米α-氢氧化镍及锌镍电池部分试验参数
| 实施例 | 反应温度(℃)/及pH值 | 超声波作用时间(分钟) | Ni(OH)2粒径(nm) | 掺杂元素及配比含量(wt％) | 充放电循环寿命(次) | 最高放电比容量(mAh/g) |
| 1 | 20/7.0 | 315 | 20～100 | Al/5 | 209 | 398 |
| 2 | 30/9.5 | 300 | 20～120 | Al/5，Fe/5 | 215 | 423 |
| 3 | 35/8.0 | 90 | 60～150 | Al/13 | 245 | 447 |
| 4 | 45/9.5 | 210 | 40～100 | Al/5，Fe/10 | 203 | 386 |
| 5 | 60/9.0 | 130 | 35～85 | Al/10 | 230 | 431 |
| 6 | 35/7.5 | 300 | 30～120 | Fe/25 | 200 | 397 |
| 7 | 55/8.0 | 150 | 40～120 | Al/8，Fe/5 | 220 | 436 |
| 8 | 35/9.0 | 75 | 30～100 | Al/20 | 211 | 400 |
| 9 | 60/11.5 | 90 | 30-80 | Fe/10 | 205 | 413 |
如上所述，即可较好地实现本发明。
Claims (7)
1、一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
第一步 以二价镍盐为原料，加入金属离子含量相当于二价镍盐摩尔数5～25％的掺杂金属盐，用水溶解配制成镍离子浓度为0.01～10mol/L的反应溶液；
第二步 取用量为所述反应溶液中镍离子摩尔数200～300％的氢氧化钾或氢氧化钠，用水溶解配制成氢氧化钾或氢氧化钠浓度为0.05～12mol/L的碱性沉淀剂溶液；
第三步 在超声波分散、同时进行搅拌的条件下，将所述沉淀剂溶液加入到所述的反应溶液中，控制沉淀剂滴加速度，使得反应体系的pH值在7.0～11.5之间，反应温度为20～60℃，反应时间为15～120分钟，反应结束后停止搅拌，继续用超声波分散30～300分钟，得到绿色或蓝绿色的氢氧化镍沉淀；
第四步将所述氢氧化镍沉淀用水洗涤至洗出液的pH值为中性，真空及室温的条件下干燥至恒重。
2、根据权利要求1所述的一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，其特征在于，所述二价镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍。
3、根据权利要求1所述的一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，其特征在于，所述掺杂金属盐包括三价铝盐、三价铁盐中的一种或一种以上的混合物。
4、根据权利要求3所述的一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，其特征在于，所述三价铝盐包括硝酸铝、硫酸铝或氯化铝。
5、根据权利要求3所述的一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，其特征在于，所述三价铁盐包括硫酸铁、氯化铁或硝酸铁。
6、根据权利要求1所述的一种纳米α-氢氧化镍的制备方法，其特征在于，所述水包括自然水、自来水、蒸馏水或去离子水。
7、根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的一种纳米α-氢氧化镍。
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