CN1195333C - 充电态β相羟基氧化镍的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种充电态β相羟基氧化镍的制备方法，采用氢氧化镍经氧化制得，以均匀的液相法制备，选取次氯酸钠为主氧化剂，在化学氧化的同时辅以电场作用，使β相羟基氧化镍颗粒在电场中快速深度氧化，形成充电态β相羟基氧化镍，该制备方法简单，反应均匀，用该材料作为正极材料的锌镍一次电池，具有较高的放电平台电压、良好的耐重负荷放电性能，适用于大电流应用场合。

Description

充电态β相羟基氧化镍的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锌镍一次电池的正极材料--充电态β相羟基氧化镍的制备方法。
背景技术
众所周知，电池是我国国民经济和人们日常生活中必不可少的消费品，它为各种电子、通讯、信息等产品提供便携式能源。但是，一些新型电器的不断涌现，对于大电流、重负荷电池的需求越来越迫切，虽然，碱锰电池的材料和结构在不断改进，性能也有所提高，然而，在新型数码相机和智能玩具的使用中，已不能满足要求。为此，一种寻找新的、适合大电流工作的锌镍一次电池被提到日程上来了。
发明内容
本发明的目的是：提供一种充电态β相羟基氧化镍的制备方法，用该材料作为正极材料的锌镍一次电池，具有较高的放电平台电压、良好的耐重负荷放电性能，适用于大电流应用场合。
本发明的技术方案是：一种充电态β相羟基氧化镍的制备方法，包括下列步骤：
(1)用去离子水，按5-10mol/L的浓度配制氢氧化钠溶液；
(2)称取0.05--0.1kg的Ni(OH)2粉末，溶于按步骤(1)配制好的氢氧化钠溶液中，溶液浓度保持在40--100℃；
(3)将0.5--1.6mol/L的次氯酸钠溶液缓慢加入按步骤(2)配制好的碱溶液中，Ni(OH)2的碱溶液的液温保持在20±10℃，混合反应液的搅拌速度每分钟500--1500转；
(4)按步骤(3)反应10--30分钟时，加入0.01--0.015kg的氧化亚钴；
(5)按步骤(4)加完氧化亚钴后，随即在混合反应糟中施于电场，按每平方厘米0.05--0.5mA的电流密度通入直流电于反应糟中进行电解反应，以金属镍板或石墨(碳)材料作为阴阳极，阴阳极的两端电压为1.5--1.85V，电解反应约2--8小时；
(6)按步骤(5)完成后，反应溶液静置沉淀12--36小时，过滤；
(7)将步骤(6)的过滤沉淀物用40--100℃的去离子进行水洗并过滤；
(8)重复步骤(7)，直至滤液呈中性；
(9)将反应沉淀物在50--90℃真空条件下干燥，制成充电态的β-NiOOH电池材料。
本发明的优点是：
1.本发明采用氢氧化镍经氧化制得，氧化方法有气相法、液相法、固相法等，本发明则以均匀的液相法制备，液体氧化剂选用强氧化剂，在最佳的配方和合理的工艺条件下完成。
2.本发明选取次氯酸钠为主氧化剂，该溶液呈淡黄色溶于水，生成次氯酸，然后再分解生成氯化氢和新生态氧，新生氧的氧化能力很强，对氢氧化镍产生氧化反应。
3.本发明在化学氧化的同时辅以电场作用，使β相羟基氧化镍颗粒在电场中快速深度氧化，形成充电态β相羟基氧化镍，该制备方法简单，反应均匀，工艺参数容易控制。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
具体实施方式
实施例：一种充电态β相羟基氧化镍的制备方法，采用如下步骤：
称取5gNi(OH)2溶于5--10mol/L氢氧化钠溶液中，溶液温度40--100℃，再缓慢加入100--500ml次氯酸钠比重为1.19的水溶液，反应10--30分钟时加入0.3--0.5g氧化亚钴，在每分钟500--1500转的条件下匀速搅拌，在反应槽中以镍板或石墨(碳)为阴阳极板，以每平方厘米0.05--0.5mA进行电解反应，反应时间2--8小时，然后静置沉淀12--36小时，过滤，用40--100℃去离子水水洗，反复几次，直至测试无碱液，最后，真空50--90℃烘干，制成充电态β相羟基氧化镍材料。
本发明制备的β相羟基氧化镍制成电池正极，用无汞锌电极以及氢氧化钾电解液，隔膜等组装成ZR6型锌镍一次电池，分别在20℃条件下以500mA和1000mA恒流放电。
电池在500mA放电中，放电曲线平稳，电压平台高，电压在1.20V以上的放电时间占95％，终止电压0.9V时总放电时间为163分钟。
电池在1000mA放电中，电压在1.20V以上的时间占87％，终止电压0.9V时，放电时间达68分钟。
本发明的效果同现有的技术碱性锌锰电池相比较，在相同的条件下，进行测试，其放电时间为现有技术的近2倍。
同时模拟数码相机进行拍照测试，终止电压0.9V时达到135次，拍照次数为同型号现有技术碱性锌锰电池的3倍以上。

Claims (6)

1.一种充电态β相羟基氧化镍的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)用去离子水配制氢氧化钠溶液，浓度为5-10mol/L；
(2)称取0.05--0.1kg的Ni(OH)2粉末，溶于氢氧化钠溶液中，溶液温度保持在40--100℃；
(3)将0.5--1.6mol/L浓度的次氯酸钠溶液缓慢加入步骤(2)配制的碱溶液中，进行搅拌混合反应，碱溶液的温度保持在20±10℃；
(4)步骤(3)反应至10--30分钟时，加入0.01--0.015kg的氧化亚钴；
(5)加完氧化亚钴后，随即在混合反应糟中施于电场，并按每平方厘米0.05--0.5mA的电流密度通入直流电于反应糟中进行电解反应，阴阳极的两端电压为1.5--1.85V；
(6)将反应溶液静置沉淀、过滤；
(7)将过滤沉淀物用40--100℃的去离子进行水洗并过滤；
(8)重复步骤(7)，直至滤液呈中性；
(9)将反应沉淀物进行真空干燥，即制成充电态的β-NiOOH电池材料。
2.根据权利要求1所述的充电态β相羟基氧化镍的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的搅拌速度为每分钟500-1500转。
3.根据权利要求1所述的充电态β相羟基氧化镍的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中以金属镍板或石墨材料作为阴阳极。
4.根据权利要求1所述的充电态β相羟基氧化镍的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)的电解反应需2-8小时。
5.根据权利要求1所述的充电态β相羟基氧化镍的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中静置沉淀时间为12-36小时。
6.根据权利要求1所述的充电态β相羟基氧化镍的制备方法，其特征在于：所述步骤(9)中真空干燥在50-90℃的温度下进行。
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