CN101908623A

CN101908623A - 一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法

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Publication number: CN101908623A
Application number: CN2010102437166A
Authority: CN
Inventors: 何志艳; 程凡; 林丽; 严立里; 郑丽兰; 周环波; 詹炳然; 詹金俊
Original assignee: XIAOGAN COLLEGE; Guangzhou Wintonic Battery & Magnet Co Ltd
Current assignee: XIAOGAN COLLEGE; Guangzhou Wintonic Battery & Magnet Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: CN101908623B

Abstract

本发明公开了一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法，其步骤是：A、配制一定浓度的镍盐、铝盐和银盐的混合水溶液，再配制一定浓度的碱性沉淀剂溶液；B、在搅拌和超声波分散的条件下，将碱性沉淀剂溶液滴加到上述含有镍、铝及银离子的反应溶液中，控制反应温度和体系的pH值，碱性沉淀剂滴完后停止搅拌，继续超声波分散一段时间，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；C、将得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，水洗后烘干，即得银掺杂纳米α-氢氧化镍。本发明方法操作简便、无环境污染，所得的银掺杂纳米α-氢氧化镍作为电极的正极材料的利用效率高、使用寿命长，并且能够大功率、大电流放电，特别适合用作制造动力电池的正极材料。

Description

一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法

技术领域

本发明涉及化学电源的正极材料技术领域，具体涉及一种银掺杂纳米α-氢氧化镍的制备方法。本发明的银掺杂纳米α-氢氧化镍可用作Ni/Zn、Ni/MH及Ni/Fe等绿色环保二次镍基碱性电池，特别是镍基碱性动力电池的正极活性材料。

背景技术

常见的Ni/Zn、Ni/MH及Ni/Fe等二次镍基碱性电池，其正极材料都是以β-晶体结构的氢氧化镍或者以掺杂了Co、Cd、Mn等元素的化合物的球形β-氢氧化镍为活性物质的。这些镍电极活性材料主要存在以下几个方面的不足：

第一、球形β-氢氧化镍是一种导电性能非常差的半导体，由β-氢氧化镍作为活性物质所制造的电池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的放电性能、充放电效率及活性物质的利用效率。传统镍基碱性电池充放电效率约为35～55％，正极活性物质的利用率也只有45～80％。

第二、以球形β-Ni(OH)₂正极活性物质所制造的镍正极，在活化之后的正常充电态为β-NiOOH，因此β-Ni(OH)₂电极充放电过程也被称为β/β循环。β/β循环过程最多可利用的电子只有0.8个，因此，其电化学循环过程中由球形β-Ni(OH)₂制造的镍正极的放电比容量较低，最高值约为200～230mAh/g，只有锌负极的比容量(约为400mAh/g)的50％左右，这种锌/镍电池的正、负极的比容量十分不匹配，在生产电池时要用到较多的β-Ni(OH)₂正极活性物质，负极氧化锌活性物质用量则相对较少，使得所制造的电池质量比容量、体积比容量以及质量比能量、体积比能量都较低。

第三、用球形β-Ni(OH)₂制作的镍正极，在充放电循环过程中容易产生过充电从而导致电极的膨胀、变形，进而缩短了电池的循环使用寿命。

第四、用球形β-Ni(OH)₂制造的电极的析氧过电位相对较低，充电过程中正极较容易析出氧气，从而降低了电池的充电效率，同时会引起电池的气胀，导致电池变形、使用寿命缩短，甚至产生过量气体可能导致电池爆炸而引起使用安全问题。

近年来不少研究者试图通过制备改性的α-氢氧化镍来克服上述缺点，中国专利申请00123599.0、01129615.1、01109694.2、200510027345.7、200510027346.1分别公开了一种球形α-氢氧化镍、一种纳米α-氢氧化镍、一种纳米α-氢氧化镍及其制备方法、水热法制备α相氢氧化镍的方法以及微波水热法制备α相氢氧化镍的方法等。但是，上述专利申请除了大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-氢氧化镍密度较小，从而影响电池的体积放电比能量和放电比功率，难以达到动力电池所要求的高比能、量高比功率的要求；第二，所公开的技术的掺杂元素的含量及掺入杂质的量较难控制，因为其合成工艺步骤、流程及设备相对较为复杂和要求较高，从而导致实际合成过程中杂质元素种类、含量等不确定因素较多，难以实现规模化工业生产；第三，掺入的非活性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，从而影响电池的充放电性能；第四，以公开技术所制备的α-氢氧化镍为正极活性物质所制造电极的放电容量较低，最高的比容量值为340mAh/g(专利申请01129615.1中的实施例一)，只有α-氢氧化镍电极理论质量比容量578mAh/g的59％左右。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种银掺杂纳米氢氧化镍电池正极材料的制备方法。该方法操作简便、采用无环境污染或低环境污染的原料，制得的产品作为电池正极材料利用效率较高、所制造的电池具有较高的比能量和较高的比功率，循环使用寿命长，并且能够大功率、大电流放电，特别适用于制造动力电池的正极材料。

本发明方法通过如下技术方案来实现，一种银掺杂纳米氢氧化镍电池正极材料的制备方法，其步骤如下：

第一步，将镍、铝和银摩尔比为100∶10～20∶0.1～5的镍盐、铝盐和银盐，用水溶解配成镍离子浓度为0.1～12mol/L的反应溶液；用氢氧化钾和/或氢氧化钠配制OH^-浓度为0.1～12mol/L的碱性沉淀剂溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将含OH^-摩尔量为镍、铝和银离子总摩尔量的2～2.5倍的上述碱性沉淀剂溶液滴加到所述的含有镍、铝及银离子的反应溶液中，控制沉淀剂的加入速度，使得反应体系的pH值保持在8～13之间，控制反应温度为25～65℃，10～120min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散5～60min，得到浅灰绿色或者灰绿色或者灰色的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的浅灰绿色或者灰绿色或者灰色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液无硫酸根离子检出(用饱和BaCl₂溶液检验)或洗出液为中性(即与洗涤用水的pH值相同)，再在45～85℃温度条件下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

所述的镍盐为硝酸镍、醋酸镍和硫酸镍中的一种或两种、三种的任意比例混合物。

所述的铝盐为硫酸铝、醋酸铝和硝酸铝中的一种或两种、三种的任意比例混合物。

所述的银盐为硝酸银和醋酸银中的一种或这两者的任意比例混合物。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点和有益的效果：

1、本发明方法制备的一种银掺杂纳米α-氢氧化镍，由于掺杂了适量的银离子，使得氢氧化镍的密度显著提高、导电性能大大增强，从而电极大电流放电性能得到提高，用本发明制备的氢氧化镍制造的电池的具有较高的放电比能量和较高的放电比功率，高倍率充放电性能优良，5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为396mAh/g，特别适用于动力电池的制造；

2、本发明方法制备的一种银掺杂纳米α-氢氧化镍，由于其具有相对较大的Ni-O层间距(见附图1银掺杂纳米α-氢氧化镍的XRD衍射图，与α-氢氧化镍的标准XRD图谱对比即可知道，其晶体结构均为α-氢氧化镍，层间距在0.70nm-0.80nm之间)，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，使得其质子传导能力得到显著提高，从而使以改性纳米氢氧化镍为活性物质电极的电化学性能得以提高；

3、以本发明方法制备的一种银掺杂纳米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氢氧化镍。而且，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，因而电极在充放电过程中，只存在α-氢氧化镍和γ-羟基氧化镍之间的转化，即所谓的α/γ循环，而不存在其它类型的晶体形态变化或循环，制造的电极不存在显著的膨胀变形，能有效地延长电池的使用寿命；

4、以本发明方法制备的一种银掺杂纳米α-氢氧化镍为正极活性物质制备的镍电极，在充放电过程中，由于只存在单一的α/γ循环，而且其活性物质充电态γ-羟基氧化镍的镍元素具有较高的氧化态，最多可以利用的电子为1.76个。因此，采用本发明方法制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍制造的镍正极具有较高的放电比容量，其平均放电比容量超过368mAh/g，最高放电比容量达到450mAh/g，且其充放电循环性能稳定，镍正极活性材料的利用效率得以显著提高，活性物质利用率最高达98.5％；

5、本发明方法制备的一种银掺杂纳米α-氢氧化镍的粒径为1～100nm，由于粒径较小、比表面活性高，氢氧化镍晶体层间距较大，其表面和晶体层间能有效地吸附和嵌入一定量的CO₃ ^-、NO₃ ^-以及K⁺、Na⁺等杂质离子和水分子，水分子与各种阴离子之间以及氢氧化镍之间能够形成多种类型的氢键，加之掺杂了Al、Ag等具有较好导电性能的掺杂元素，从而大大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，同时这些因素的共同作用，还能够有效地提高α-氢氧化镍在碱性介质中的结构稳定性；

6、本发明方法制备的一种银掺杂纳米氢氧化镍的分散性好、颗粒粒径分布较为均匀、粒径大小适宜、比表面积大、表面活性高，质子扩散路径较短，与导电剂、集流体以及电解质之间的接触更为紧密、充分，电极的导电性能好，充放电过程中不会存在显著的过充电或过放电现象，也能有效地提高电极活性物质的利用率和充放电电流效率；

7、以本发明方法制备的一种银掺杂纳米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20～30mV)，也不易引起电池过充电，能有效延长电池的使用寿命；其平均开路电压约为1.28伏特，平均放电电压约为1.23伏特，具有平稳的放电平台，电极的循环性能优良；

8、本发明方法制备的一种银掺杂纳米α-氢氧化镍还具有较高的析氧过电位，用本发明方法制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为正极活性物质所制备的正极，在充电过程中较不容易析出氧气，从而提高电池的充电电流效率，同时也减小了电池充电产生气胀的可能性，使得电池的循环寿命延长，300次充放电循环的最高放电比容量为381mAh/g，容量保持率(与最高放电比容量的比)均超过87％；

9、本发明方法制备的一种银掺杂纳米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电极及电池就可以达到最佳的充放电状态，不需要太多次的充放电活化即可以与锌负、金属氢合金负极等匹配组成具有良好充放电性能的二次电池，能有效降低电池的充放电化成对电能的消耗，从而有效降低了电池的制造成本；

10、本发明方法制备的一种银掺杂纳米α-氢氧化镍的合成工艺流程简单、易于应用，成本低，掺杂的金属元素的含量、氢氧化镍的含量以及产物的粒径等均较易于控制，所制备的氢氧化镍具有颗粒细小、颗粒粒度分布较窄、比表面积大、热稳定性好等优点，在碱性介质中结构稳定、充电态电极的自放电率低而且电性能优良稳定，可用于制造碱性镍锌、镍氢、镍铁等二次电池以及作为大输出功率动力电池，在几乎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质量更高的新型动力电池。

附图说明

图1是本发明方法制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的扫描电镜图；

其中A图和B图分别是实施例1和实施例4制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的扫描电镜图；

图2是本发明方法制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的XRD分析图谱；

其中A图和B图分别是实施例1和实施4制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的XRD分析图谱；

图3是以实施例4制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为正极活性物质的Ni/MH试验电池的300次充放电循环性能图的前五次充放电曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

第一步，将摩尔比为100∶10∶0.1的硝酸镍、硝酸铝和硝酸银混合，用水溶解配成镍离子浓度为0.1mol/L的反应溶液；配制0.1mol/L的KOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的含KOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2倍的0.1mol/L KOH溶液滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制KOH溶液的加入速度，使得反应体系的pH＝8，控制反应温度为25℃，10min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散5min，得到浅灰绿色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，再在45℃下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

用扫描电镜方法测定本实施例所得产物的颗粒粒径(参见附图中图1中A图)，其颗粒粒径约为25～75nm，平均颗粒粒径约为50nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍(参见附图中图2中A图)；其电化学性能采用以本实施例所得的产物银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为404mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为366mAh/g，容量保持率为90.6％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为352mAh/g。

实施例2

第一步，将镍、铝和银摩尔比为100∶15∶0.5的镍盐(等摩尔比混合的硫酸镍和醋酸镍)、铝盐(等摩尔比混合的硫酸铝和醋酸铝)和银盐(醋酸银)，用水溶解配成镍离子浓度为0.5mol/L的反应溶液；配制1mol/L的NaOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的含NaOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.1倍的1mol/L的NaOH溶液滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制NaOH溶液的加入速度，使得反应体系的pH＝9，控制反应温度为65℃，30min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散20min，得到浅灰绿色的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液无硫酸根检出(用饱和BaCl₂检验)，再在85℃下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

用扫描电镜方法测定本实施例所得的银掺杂纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为10～45nm，平均颗粒粒径约为35nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以本实施例制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为412mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为369mAh/g，容量保持率为89.5％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为365mAh/g。

实施例3

第一步，将镍、铝和银摩尔比为100∶20∶1.5的镍盐(等摩尔比混合的硫酸镍、硝酸镍和醋酸镍)、铝盐(等摩尔比混合的硝酸铝、硫酸铝和醋酸铝)和银盐(等摩尔比混合的硝酸银和醋酸银)，用水溶解配成镍离子浓度为5mol/L的反应溶液；配制10mol/L的NaOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的、含NaOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.5倍的10mol/L的NaOH溶液，滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制NaOH溶液的加入速度，使得反应体系的pH＝13，控制反应温度为55℃，120min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散60min，得到浅灰绿色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，再在70℃下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

用扫描电镜方法测定本实施例所得的银掺杂纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为5～25nm，平均颗粒粒径约为10nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以本实施例所制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为406mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为355mAh/g，容量保持率为87.6％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为340mAh/g。

实施例4

第一步，将摩尔比为100∶10∶2.5的硝酸镍、硝酸铝和硝酸银混合，用水溶解配成镍离子浓度为6mol/L的反应溶液；将等摩尔量的KOH和NaOH混合，配成OH^-浓度为6mol/L的碱溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的、含OH^-摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.1倍的6mol/L的碱溶液，滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制碱溶液的加入速度，使得反应体系的pH＝10，控制反应温度为35℃，60min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散30min，得到灰绿色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，再在65℃下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

用扫描电镜方法测定本实施例所得的银掺杂纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为1～25nm，平均颗粒粒径约为5nm(参见附图中图1中B图)；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍(参见附图中图2中B图)；其电化学性能采用以本实施例制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为450mAh/g(参见附图中图3)，300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为413mAh/g，容量保持率为91.8％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为396mAh/g。

实施例5

第一步，将摩尔比为100∶10∶4的硝酸镍、醋酸铝和醋酸银混合，用水溶解配成镍离子浓度为8mol/L的反应溶液；配制8mol/L的KOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的、含KOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.3倍的8mol/L的KOH溶液，滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制KOH溶液的加入速度，使得反应体系的pH＝11，控制反应温度为35℃，60min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散20min，得到灰色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，再在50℃下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

用扫描电镜方法测定本实施例所制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为5～20nm，平均颗粒粒径约为10nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以本实施例制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为431mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为389mAh/g，容量保持率为90.2％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为365mAh/g。

实施例6

第一步，将摩尔比为100∶10∶3的硝酸镍、硝酸铝和硝酸银混合，用水溶解配成镍离子浓度为12mol/L的反应溶液；配制12mol/L的KOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的、含KOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.4倍的12mol/L的KOH溶液，滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制KOH的加入速度，使得反应体系的pH＝12，控制反应温度为35℃，60min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散30min，得到灰色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

用扫描电镜方法测定本实施例制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为10～35nm，平均颗粒粒径约为20nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以本实施例制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为425mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为378mAh/g，容量保持率为88.9％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为366mAh/g。

实施例7

第一步，将摩尔比为100∶10∶2的硝酸镍、硝酸铝和硝酸银混合，用水溶解配成镍离子浓度为2mol/L的反应溶液；配制2mol/L的KOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的、含KOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.0倍的2mol/L的KOH溶液，滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制KOH的加入速度，使得反应体系的pH＝10，控制反应温度为45℃，30min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散20min，得到灰绿色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

第三步，将第二步得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，再在60℃下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

用扫描电镜方法测定本实施例制备的纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为5～25nm，平均颗粒粒径约为10nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以本实施例制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为415mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为364mAh/g，容量保持率为87.7％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为352mAh/g。

实施例8

第一步，将摩尔比为100∶10∶5的硝酸镍、硝酸铝和硝酸银混合，用水溶解配成镍离子浓度为6mol/L的反应溶液；配制6mol/L的KOH溶液；

第二步，在搅拌和超声波分散的条件下，将第一步中配制的、含KOH摩尔量为镍、铝及银离子总摩尔量的2.2倍的6mol/L的KOH溶液滴加到上述含有镍、铝和银离子的反应溶液中，控制KOH的加入速度，使得反应体系的pH＝11，控制反应温度为35℃，60min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散30min，得到灰色银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

用扫描电镜方法测定本实施例所制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍的颗粒粒径，其颗粒粒径约为5～50nm，平均颗粒粒径约为25nm；用XRD测定了其晶体结构，结果表明其晶体结构为α-氢氧化镍；其电化学性能采用以本实施例所制备的银掺杂纳米α-氢氧化镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的KOH水溶液为电解质所制造的镍/锌试验电池进行测定，测得其0.2C倍率充放电条件下的最高放电比容量为423mAh/g；300次充放电循环的第300次循环的放电比容量为381mAh/g，容量保持率为90％；5C倍率充放电条件下的最高充放电比容量为370mAh/g。

Claims

1.一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法，其步骤是：

A、将镍、铝和银摩尔比为100∶10～20∶0.1～5的镍盐、铝盐和银盐，用水溶解配成镍离子浓度为0.1～12mol/L的反应溶液；配制OH-浓度为0.1～12mol/L的无机碱性沉淀剂溶液；

B、在搅拌和超声波分散的条件下，将步骤A的无机碱性沉淀剂溶液滴加到步骤A的含有镍、铝和银离子的反应溶液中，其中无机碱性沉淀剂溶液中含OH的摩尔量为被滴加的反应溶液中镍、铝和银离子总摩尔量的2～2.5倍，控制沉淀剂溶液的加入速度，使得反应体系的pH值保持在8～13之间，控制反应温度为25～65℃，10～120min滴完后，停止搅拌，继续超声波分散5～60min，得到浅灰绿色或者灰绿色或者灰色的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀；

C、将步骤B得到的银掺杂纳米α-氢氧化镍沉淀过滤出来，水洗干净后，再在45～85℃温度条件下烘干至恒重，得到银掺杂纳米α-氢氧化镍。

2.根据权利要求1所述的一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述的无机碱性沉淀剂溶液为NaOH或KOH溶液。

3.根据权利要求1或2所述的一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述的镍盐为硝酸镍、醋酸镍和硫酸镍中的一种或两种、三种的任意比例混合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述的铝盐为硫酸铝、醋酸铝和硝酸铝中的一种或两种、三种的任意比例混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种银掺杂纳米氢氧化镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述的银盐为硝酸银和醋酸银中的一种或这两者的任意比例混合物。