CN1821099A - 一种掺杂的纳米α－氢氧化镍及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掺杂的纳米α－氢氧化镍，由下述制得：在二价镍盐中加入掺杂金属盐，用水溶解配制成反应溶液；用水溶解氢氧化钾或氢氧化钠配制成氢氧化钾或氢氧化钠浓度为0.1～14mol/L的碱性沉淀剂溶液；在搅拌和超声波分散的条件下，将所述碱性沉淀剂溶液加入到所述的反应溶液中，反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；将所述的氢氧化镍沉淀，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与水混合，超声波分散、干燥得到掺杂的纳米α－氢氧化镍。本发明方法简便、所用原料价格低廉、无环境污染，制得的掺杂的纳米α－氢氧化镍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。
Description
技术领域
本发明涉及化学电源材料技术领域，具体涉及一种掺杂的纳米α-氢氧化镍及其制备方法。
背景技术
传统的Ni/Zn、Ni/MH、Ni/Fe、Ni/Cd等二次碱性电池，其正极材料都是以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球形β-氢氧化镍为活性物质制作的。
这种镍电极活性材料主要存在以下几个方面的不足：
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金属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相当大的能源浪费和电池制造成本的提高。
第二，由于球形β-氢氧化镍是一种导电性能非常差的半导体，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的放电性能、充放电效率及活性物质的利率用率。传统镍基碱性电池充放电效率约为25～45％，正极活性物质的利用率也只有35～65％。
第三，由球形β-Ni(OH)2制造的镍正极，在活化之后的正常充电态为β-NiOOH(β-羟基氧化镍)，因此β-Ni(0H)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，只有锌负极比容量(约为400mAh/g)的50％左右，这种锌/镍电池的正、负极容量的不匹配，在生产电池时要用到较多的正极活性物质，负极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、体积能量都较低。
第四，由球形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而生成体积较大的γ-NiOOH(γ-羟基氧化镍)，而导致电极的膨胀、变形及由于过充电形成的γ-NiOOH而产生的记忆效应，从而降低镍正极乃至电池的循环寿命。
第五，由球形β-Ni(OH)2构成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电流效率，同时会引起电池的气胀，导致电池提前报废，甚至引起电池使用的安全问题。
第六，球形β-Ni(OH)2活性材料中掺杂了较多的金属掺杂剂，材料的合成或制备的成本相对较高。
第七，球形β-Ni(OH)2掺杂的金属镉Cd有剧毒，生产和使用都会对环境造成严重的污染，同时给废旧电池的回收利用过程带来污染、较多的回收处理费用等问题。
虽然最近几年来不少研究者试图通过制备α-氢氧化镍来克服上述的缺点，中国专利申请号00123599.0、01129615.1、01109694.2等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-氢氧化镍以及一种纳米α-氢氧化镍及其制备方法，但是，上述专利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-氢氧化镍中掺杂元素的含量及掺入杂质的量较难以控制，因为其合成工艺步骤、流程相对较为复杂，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；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，从而影响电池的充放电性能；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，最高的比容量值为340mAh/g，只有α-氢氧化镍电极理论质量比容量578mAh/g的59％(见01129615.1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正极的原料成本较高，性能价格比较低，缺乏商业意义。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的不足之处，提供一种掺杂的α-氢氧化镍及其制备方法。该方法比较简便、采用价格低廉、无环境污染或低环境污染的原料，制得的掺杂的α-氢氧化镍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。
本发明通过如下技术方案来实现：一种掺杂的纳米α-氢氧化镍，由下述方法制得：在二价镍盐中加入掺杂金属离子含量相当于二价镍盐摩尔数25～55％的掺杂金属盐，用水溶解配制成镍离子浓度为0.05～12mol/L的反应溶液；用水溶解氢氧化钾或氢氧化钠配制成氢氧化钾或氢氧化钠浓度为0.1～14mol/L的碱性沉淀剂溶液，其中氢氧化钾或氢氧化钠用量为所述反应溶液中金属离子总摩尔数的250～400％；在搅拌和超声波分散的条件下，将所述碱性沉淀剂溶液加入到所述的反应溶液中，控制沉淀剂的加入速度，使得反应体系的pH值保持在8.0～13.5之间，控制反应温度为25～75℃，反应时间为30～180分钟，反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；将所述的氢氧化镍沉淀，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与100～500mL的水混合，超声波分散、干燥得到掺杂的纳米α-氢氧化镍。
为了更好地实现本发明，所述的二价镍盐包括硝酸镍[Ni(NO3)2]、氯化镍(NiCl2)或/和硫酸镍(NiSO4)；所述掺杂金属盐包括铝盐或/和铁盐；所述的铁盐为硝酸铁[Fe(NO3)3]、氯化铁(FeCl3)或/和硫酸铁[Fe2(SO4)3]；所述的铝盐为硝酸铝[Al(NO3)3]、氯化铝(FeCl3)或/和硫酸铝[Al2(SO4)3]。
本发明的掺杂的纳米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：
(浅绿色、绿色、蓝绿色或黄绿色)
其中，x＝0.25～0.53，y＝0.01～0.15，z＝0.035～0.42，n＝0.2～8.3；Mn+代表Al3+、Fe3+；N+代表晶体层间嵌入及其表面吸附的K+、Na+等杂质阳离子；A代表氢氧化镍固体表面吸附、氢氧化镍晶体层间嵌入的的CO3 2-、NO3 -、SO4 2-、Cl-等杂质阴离子；n表示氢氧化镍晶体层间所嵌入的结构水及其晶体表面吸附水的总量。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点和有益的效果：
1、本发明制备的掺杂的纳米α-氢氧化镍，由于其具有较大的原子层间距(见附图1，掺杂的纳米α-氢氧化镍的XRD衍射图，d003＝0.78～0.81nm)，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，从而使以掺杂的纳米α-氢氧化镍为活性物质电极的电化学性能得以提高。
2、以本发明所制备的掺杂的纳米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(γ-NiOOH)，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，而不存在其它类型的晶体形态变化或循环，电极不存在明显的变形或膨胀，镍正极及电池的使用寿命较长。
3、以本发明制备的掺杂的纳米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，甚至更高。因此，采用本发明制备的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357mAh/g，最高放电比容量达到401mAh/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％；由于掺杂量较高，且掺杂的为原料丰富、价格较为低廉的金属盐，同时正极活性材料的利用率得以显著提高，有效地降低了电池制造的原料成本。
4、本发明制备的掺杂的纳米α-氢氧化镍的粒径为5～50nm，由于颗粒粒径较小、比表面活性高，α-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、Fe等具有较好导电性能的掺杂元素，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。
5、本发明制备的掺杂的纳米α-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，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。
6、以本发明制备的掺杂的纳米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25～55mV)，也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1.75伏特(V)，平均放电电压约为1.60伏特(V)，具有平稳的放电平台，电极的循环性能优良。
7、本发明制备的掺杂的纳米α-氢氧化镍还具有较高的析氧过电位，用本发明所制备的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，也使得电池的使用安全性能得以提高。
8、本发明制备的掺杂的纳米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(Zn)负、金属氢(MH)负极等匹配组成具有良好充放电性能的二次电池，能有效地降低电池的充放电化成对电能的消耗，从而有效地降低电池的制造成本。
9、本发明掺杂的纳米α-氢氧化镍的合成工艺技术流程较为简单、易于应用，活性材料α-氢氧化镍的制造成本较低，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较易于控制，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电池产品。
附图说明
图1是本发明制备的掺杂的纳米α-氢氧化镍的扫描电镜(SEM)照片；
图2是本发明制备的掺杂的纳米α-氢氧化镍的XRD分析图谱；
图3是以本发明制备的掺杂的纳米α-氢氧化镍为正极活性物质的Ni/Zn电池的500次充放电循环性能图(图3A)和电池的典型充放电曲线(图3B)。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步详细的描述。
实施例一
第一步 取1.0摩尔的硝酸镍[Ni(NO3)2]及0.20摩尔(相当于镍盐摩尔数20％)的硝酸铝[Al(NO3)3]、0.05摩尔的硝酸铁[Fe(NO3)3]，用天然水溶解，配制成104mL金属离子总浓度为12mol/L(以下将溶液的浓度单位mol/L简写为M，其它实施例相同)的反应溶液；
第二步 取相当于金属盐摩尔量250％的氢氧化钾3.125摩尔，用自来水溶解配制成223mL、氢氧化钾的浓度为14M的沉淀剂溶液；
第三步 在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液滴加到反应溶液中，控制反应温度25℃，控制反应pH在8.0左右，滴加反应时间约为30分钟，滴加反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；
第四步 将氢氧化镍沉淀用蒸馏水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与400mL去离子水混合，用超声波分散10分钟；
第五步 将分散好的氢氧化镍悬浊液喷入真空喷溅干燥器中，在45℃温度条件下干燥至恒重。
用小角度X-射线衍射分析及扫描电镜技术测定上述氢氧化镍的颗粒粒径(参见表1，附图1A)，其颗粒粒径约为5～25nm，平均颗粒粒径约为20nm；用XRD(X-射线粉末衍射法，以下同)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2中的曲线A)；其电化学性能采用以α-氢氧化镍镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的氢氧化钾水溶液为电解质所制造的锌/镍试验电池进行测定，测得其1/10C倍率充放电条件下的最高放电比容量为386mAh/g(参见表1)。
实施例二
第一步 取0.05摩尔的硫酸镍[NiSO4]及0.0275摩尔(相当于镍盐摩尔数55％)的硫酸铝[Al2(SO4)3]，用纯净水溶解，配制成775mL金属离子的总浓度为0.05M的反应溶液；
第二步 取相当于金属盐摩尔量400％的氢氧化钾0.31摩尔，用蒸馏水溶解配制成180mL、氢氧化钠的浓度约为0.1M的沉淀剂溶液；
第三步 在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液滴加入到反应溶液中，控制反应温度75℃，控制反应pH在13.5左右，滴加反应时间约为180分钟，滴加反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；
第四步 将氢氧化镍沉淀用蒸馏水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与100mL蒸馏水混合，用超声波分散120分钟；
第五步 将分散好的氢氧化镍悬浊液喷入真空喷溅干燥器中，在85℃温度条件下干燥至恒重。
用小角度X-射线衍射分析及扫描电镜技术测定上述氢氧化镍的颗粒粒径(参见表1)，其颗粒粒径约为5～20nm，平均颗粒粒径约为15nm；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α-氢氧化镍镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6mol/L的氢氧化钾水溶液为电解质所制造的锌/镍试验电池进行测定，测得其1/10C倍率充放电条件下的最高放电比容量为253mAh/g(参见表1)。
实施例三
第一步 取0.4摩尔的氯化镍(NiCl2)、0.12摩尔(相当于镍盐摩尔数30％)的氯化铝(AlCl3)及0.04摩尔(相当于镍盐摩尔数10％)的氯化铁(FeCl3)，用蒸馏水溶解，配制成560mL金属离子的总浓度为1.0M的反应溶液；
第二步 取相当于金属盐摩尔量300％的氢氧化钾1.68摩尔，用蒸馏水溶解配制成170mL、氢氧化钾的浓度约为10.0M的沉淀剂溶液；
第三步 在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液滴加入到反应溶液中，控制反应温度55℃，控制反应pH在12.0左右，滴加反应时间约为100分钟，滴加反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；
第四步 将氢氧化镍沉淀用蒸馏水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与200mL蒸馏水混合，用超声波分散90分钟；
第五步 将分散好的氢氧化镍悬浊液喷入真空喷溅干燥器中，在65℃温度条件下干燥至恒重。
用小角度X-射线衍射分析及扫描电镜技术测定上述氢氧化镍的颗粒粒径(参见表1)，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α-氢氧化镍镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6mol/L的氢氧化钾水溶液为电解质所制造的锌/镍试验电池进行测定，测得其1/10C倍率充放电条件下的最高放电比容量为339mAh/g(参见表1)。
实施例四
第一步 取0.125摩尔的硝酸镍[Ni(NO3)2]及0.0375摩尔(相当于镍盐摩尔数30％)的硝酸铝[Al(NO3)3]，用蒸馏水溶解，配制成1625mL金属离子总浓度为0.1mol/L的反应溶液；
第二步 取相当于金属盐摩尔量250％的氢氧化钾0.4摩尔，用蒸馏水溶解配制成2000mL、氢氧化钾的浓度约为0.2M的沉淀剂溶液；
第三步 在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液滴加到反应溶液中，控制反应温度35℃，控制反应pH在10.0左右，滴加反应时间约为45分钟，滴加反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；
第四步 将氢氧化镍沉淀用蒸馏水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与100mL蒸馏水混合，用超声波分散45分钟；
第五步 将分散好的氢氧化镍悬浊液喷入真空喷溅干燥器中，在65℃温度条件下干燥至恒重。
用小角度X-射线衍射分析及扫描电镜技术测定上述氢氧化镍的颗粒粒径(参见表1，附图1B)，其颗粒粒径约为20～50nm，平均颗粒粒径约为30nm；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2中的曲线B)；其电化学性能采用以α-氢氧化镍镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的氢氧化钾水溶液为电解质所制造的锌/镍试验电池进行测定，测得其1/10C倍率充放电条件下的最高放电比容量为401mAh/g(参见表1、附图3A和附图3B)。
实施例五
第一步 取2.0摩尔的硝酸镍[Ni(NO3)2]及0.6摩尔(相当于镍盐摩尔数30％)的硝酸铝[Al(NO3)3]、0.1摩尔(相当于镍盐摩尔数5％)的硫酸铁[Fe2(SO4)3]，用蒸馏水溶解，配制成1080mL金属离子总浓度为2.5mol/L的反应溶液；
第二步 取相当于金属盐摩尔量350％的氢氧化钾9.45摩尔，用蒸馏水溶解配制成1050mL、氢氧化钾浓度为9M的沉淀剂溶液；
第三步 在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液滴加到反应溶液中，控制反应温度45℃，控制反应pH在9.0左右，滴加反应时间约为60分钟，滴加反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；
第四步 将氢氧化镍沉淀用蒸馏水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与500mL蒸馏水混合，用超声波分散60分钟；
第五步 将分散好的氢氧化镍悬浊液喷入真空喷溅干燥器中，在50℃温度条件下干燥至恒重。
用小角度X-射线衍射分析及扫描电镜技术测定上述氢氧化镍的颗粒粒径(参见表1)，其颗粒粒径约为5～40nm，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(参见附图2中的曲线C)；其电化学性能采用以α-氢氧化镍镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的氢氧化钾水溶液为电解质所制造的锌/镍试验电池进行测定，测得其1/10C倍率充放电条件下的最高放电比容量为371mAh/g(参见表1)。
实施例六
第一步 取1.0摩尔的硝酸镍[Ni(NO3)2]及0.3摩尔(相当于镍盐摩尔数30％)的硝酸铝[Al(NO3)3]，用蒸馏水溶解，配制成220mL金属离子总浓度约为6.0mol/L的反应溶液；
第二步 取相当于金属盐摩尔量250％的氢氧化钾3.25摩尔，用蒸馏水溶解配制成540mL、氢氧化钾浓度为6M的沉淀剂溶液；
第三步 在搅拌、同时用超声波分散的条件下，将沉淀剂溶液滴加到反应溶液中，控制反应温度50□，控制反应pH在10.0左右，滴加反应时间约为120分钟，滴加反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；
第四步 将氢氧化镍沉淀用蒸馏水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与350mL蒸馏水混合，用超声波分散50分钟；
第五步 将分散好的氢氧化镍悬浊液喷入真空喷溅干燥器中，在65℃温度条件下干燥至恒重。
用小角度X-射线衍射分析及扫描电镜技术测定上述氢氧化镍的颗粒粒径(参见表1，附图1C)，其颗粒粒径约为5～35nm，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α-氢氧化镍镍为活性物质制作正极、以工业锌膏为负极、6M的氢氧化钾水溶液为电解质所制造的锌/镍试验电池进行测定，测得其1/10C倍率充放电条件下的最高放电比容量为393mAh/g(参见表1)。
表1合成的掺杂的纳米α-氢氧化镍及锌/镍试验电池部分测试结果
| 实施例 | 反应温度(℃)/pH值 | 颗粒粒径(nm) | 掺杂金属元素/配方含量(wt％) | 最高放电比容量(mAh/g) |
| 123456 | 25/8.075/13.555/12.035/10.045/9.050/10.0 | 5～255～2010～3520～505～405～35 | Al/20，Fe/5Al/55Al/30，Fe/10Al/30Al/30，Fe/5Al/30 | 386253339401371393 |
Claims (5)
1.一种掺杂的纳米α-氢氧化镍，由下述方法制得：在二价镍盐中加入掺杂金属离子含量相当于二价镍盐摩尔数25～55％的掺杂金属盐，用水溶解配制成镍离子浓度为0.05～12mol/L的反应溶液；用水溶解氢氧化钾或氢氧化钠配制成氢氧化钾或氢氧化钠浓度为0.1～14mol/L的碱性沉淀剂溶液，其中氢氧化钾或氢氧化钠用量为所述反应溶液中金属离子总摩尔数的250～400％；在搅拌和超声波分散的条件下，将所述碱性沉淀剂溶液加入到所述的反应溶液中，控制沉淀剂的加入速度，使得反应体系的pH值保持在8.0～13.5之间，控制反应温度为25～75℃，反应时间为30～180分钟，反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；将所述的氢氧化镍沉淀，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与100～500mL的水混合，超声波分散、干燥得到掺杂的纳米α-氢氧化镍。
2.权利要求1所述掺杂的纳米α-氢氧化镍的制备方法，其特征是包括如下步骤：在二价镍盐中加入掺杂金属离子含量相当于二价镍盐摩尔数25～55％的掺杂金属盐，用水溶解配制成镍离子浓度为0.05～12mol/L的反应溶液；用水溶解氢氧化钾或氢氧化钠配制成氢氧化钾或氢氧化钠浓度为0.1～14mol/L的碱性沉淀剂溶液，其中氢氧化钾或氢氧化钠用量为所述反应溶液中金属离子总摩尔数的250～400％；在搅拌和超声波分散的条件下，将所述碱性沉淀剂溶液加入到所述的反应溶液中，控制沉淀剂的加入速度，使得反应体系的pH值保持在8.0～13.5之间，控制反应温度为25～75℃，反应时间为30～180分钟，反应结束后停止搅拌，过滤，得到氢氧化镍沉淀；将所述的氢氧化镍沉淀，用水洗涤至洗出液的pH值为中性，将洗净的氢氧化镍沉淀与100～500mL的水混合，超声波分散、干燥得到掺杂的纳米α-氢氧化镍。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是：所述二价镍盐包括硝酸镍、氯化镍或硫酸镍。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征是：所述掺杂金属盐为铝盐或/和铁盐。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述铝盐为硝酸铝、硫酸铝或/和氯化铝；所述铁盐包括硝酸铁、氯化铁或/和硫酸铁。
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| CN 200610018421 CN1821099A (zh) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | 一种掺杂的纳米α－氢氧化镍及其制备方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610018421 CN1821099A (zh) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | 一种掺杂的纳米α－氢氧化镍及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1821099A true CN1821099A (zh) | 2006-08-23 |
Family
ID=36922699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610018421 Pending CN1821099A (zh) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | 一种掺杂的纳米α－氢氧化镍及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1821099A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101572310B (zh) * | 2009-06-08 | 2011-04-27 | 北京理工大学 | 一种用于镍氢电池的亚镍复合正极材料及制备工艺 |
| CN104909415A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-09-16 | 桂林理工大学 | 一种用于锂离子电池的氢氧化镍负极材料的制备方法 |
| CN106186089A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 淮北师范大学 | 一种具有孔二维结构氢氧化镍纳米片的制备方法 |
| CN112635736A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种氢氧化亚镍电池正极活性物质复合材料的制备方法 |
| CN113355690A (zh) * | 2020-03-03 | 2021-09-07 | 天津大学 | 一种利用废旧锂离子电池正极材料大规模制备高效电解水催化剂的方法 |
-
2006
- 2006-02-27 CN CN 200610018421 patent/CN1821099A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101572310B (zh) * | 2009-06-08 | 2011-04-27 | 北京理工大学 | 一种用于镍氢电池的亚镍复合正极材料及制备工艺 |
| CN104909415A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-09-16 | 桂林理工大学 | 一种用于锂离子电池的氢氧化镍负极材料的制备方法 |
| CN106186089A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 淮北师范大学 | 一种具有孔二维结构氢氧化镍纳米片的制备方法 |
| CN113355690A (zh) * | 2020-03-03 | 2021-09-07 | 天津大学 | 一种利用废旧锂离子电池正极材料大规模制备高效电解水催化剂的方法 |
| CN112635736A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种氢氧化亚镍电池正极活性物质复合材料的制备方法 |
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