DE19823129A1 - Process for producing a high-density molding compound from nickel hydroxide - Google Patents
Process for producing a high-density molding compound from nickel hydroxideInfo
- Publication number
- DE19823129A1 DE19823129A1 DE19823129A DE19823129A DE19823129A1 DE 19823129 A1 DE19823129 A1 DE 19823129A1 DE 19823129 A DE19823129 A DE 19823129A DE 19823129 A DE19823129 A DE 19823129A DE 19823129 A1 DE19823129 A1 DE 19823129A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nickel
- solution
- nickel hydroxide
- reaction vessel
- sodium hydroxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/04—Oxides; Hydroxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/11—Powder tap density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hochdichten Formiermasse aus Nickelhydroxid für eine nickelbasierte Batterie und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer hoch dichten Formiermasse aus Nickelhydroxid, welche günstige physikali sche Eigenschaften besitzt.The present invention relates to a method for producing a high-density molding compound made of nickel hydroxide for a nickel-based Battery and in particular a method of making a high dense molding compound made of nickel hydroxide, which cheap physi properties.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der Anmeldung Nr. 97-37202, welche beim Koreanischen Patentamt am 4. August 1997 eingereicht wurde, deren Inhalt hierin durch Bezug enthalten ist.The present application is based on application No. 97-37202, which filed with the Korean Patent Office on August 4, 1997 , the content of which is incorporated herein by reference.
Die physikalischen Eigenschaften von Nickelhydroxid zum Gebrauch in positiven Elektroden von nickelbasierten Batterien sind sehr unter schiedlich je nach den Herstellbedingungen.The physical properties of nickel hydroxide for use in positive electrodes of nickel-based batteries are very under different depending on the manufacturing conditions.
Im allgemeinen wird Nickelhydroxid hergestellt, indem ein Nickelsalz mit einem Hydroxidsalz gemischt und eine Spur Wasser der Mischung zur Neutralisation zugegeben wird. Bei diesem Verfahren sind die re sultierenden Produkte grobe Partikel mit Durchmessern von 1 bis meh reren hundert Mikrometern. Um die groben Partikel für Elektroden- Formiermasse zu nutzen, sollten sie zur Reduzierung ihrer Größe gemahlen werden. Darüber hinaus können auch die gemahlenen Partikel zur Benutzung in Batterien wegen ihrer unregelmäßigen Größe wie auch durch ihre mäßige Dichte ungeeignet sein.Generally, nickel hydroxide is made by using a nickel salt mixed with a hydroxide salt and a trace of water of the mixture is added for neutralization. In this procedure, the right resulting products coarse particles with diameters from 1 to meh several hundred micrometers. To remove the coarse particles for electrode To use molding compound, they should be ground to reduce their size will. In addition, the ground particles for use in batteries because of their irregular size like may also be unsuitable due to their moderate density.
Als Alternative wird die Reaktionsgeschwindigkeit hoch, wenn eine wäßrige Lösung anstatt Wasser zur Neutralisation zugegeben wird, so daß die hergestellten Partikel extrem klein werden und relativ lange gefiltert oder gewaschen werden müssen. Zusätzlich macht es das von den Partikeln aufgesogene Wasser schwierig, eine dichte Paste mit hoher Dichte zu produzieren, wenn eine Paste aus Nickelhydroxid durch Benutzung solcher Partikel hergestellt wird.Alternatively, the reaction rate becomes high when one aqueous solution is added instead of water for neutralization, so that the particles produced become extremely small and relatively long need to be filtered or washed. In addition, it does that of water soaked up the particles difficult to use a dense paste produce high density when a paste of nickel hydroxide is produced by using such particles.
Um eine solch dichte Paste aus Nickelhydroxid herzustellen, welche für eine Benutzung in hochdichten Elektroden geeignet ist, sollten die Nic kelhydroxidpartikel, um als Zwischenstoff benutzt zu werden, sphärisch geformt sein, eine einheitliche Größe haben und dicht gepackt sein. Insbesondere sollten die Nickelhydroxidpartikel eine scheinbare Dichte (apparent density) von 1,6 ∼ 1,7 g/cm3, eine Klopfdichte (tapping densi ty) von 2,0 ∼ 2,1 g/cm3und eine Partikelgröße von 5 ∼ 40 µm aufwei sen.To make such a dense paste of nickel hydroxide suitable for use in high density electrodes, the nickel hydroxide particles to be used as an intermediate should be spherical in shape, uniform in size and densely packed. In particular, the nickel hydroxide particles should have an apparent density of 1.6 ∼ 1.7 g / cm 3 , a tapping density of 2.0 ∼ 2.1 g / cm 3 and a particle size of 5 ∼ 40 µm.
Solche Eigenschaften können durch langsames Wachstum des Nickel hydroxids unter Kontrolle der Reaktionsgeschwindigkeit erhalten wer den. Zu diesem Zweck werden die Nickel-Ammonium-Komplex-Ionen gebildet und anschließend durch eine Neutralisations- oder Wärme technik ausgefällt. Obwohl hierbei Nickelhydroxid mit hoher Dichte er halten werden kann, ist es immer noch schwierig, die Reaktionsge schwindigkeit und die Partikelgröße zu kontrollieren. Darüber hinaus kann ein solcher Prozeß wegen der großen Änderung des pH-Werts und der Zusammensetzung des reaktiven Materials nicht in Serie durchgeführt werden.Such properties can be caused by slow growth of the nickel hydroxides obtained under control of the reaction rate the. For this purpose, the nickel-ammonium complex ions formed and then by a neutralization or heat technology failed. Although here high density nickel hydroxide he can be held, it is still difficult to react control speed and particle size. Furthermore can be such a process because of the large change in pH and the composition of the reactive material is not in series be performed.
In der Zwischenzeit ist es bekannt, daß ein Anschwellen der Elektrode auftritt, wenn eine β-NiOOH-Phase in eine γ-NiOOH-Phase mit gerin ger Dichte beim Ladeprozeß umgewandelt wird, welches als Haupt grund für die Schädigung von Elektroden angesehen wird. Ein solches Anschwellen der Elektrode verursacht eine Ablösung der Formierma sse, was zu einer reduzierten Ionenleitfähigkeit und zu einer reduzier ten Lebensdauer hinsichtlich des schlechten Elektrodenwirkungsgra des führt. Die γ-NiOOH-Phase ist wegen der kompakten kristallinen Struktur von Nickelhydroxid mit hoher Dichte bekannt dafür, sich zu vermehren. In einer solch kristallinen Struktur wird die Anzahl von in ternen Mikroporen, welche eine freie Bewegung der Ionen ermöglicht, leicht reduziert.In the meantime, it is known that the electrode swells occurs when a β-NiOOH phase coagulates with a γ-NiOOH phase ger density is converted during the loading process, which is the main reason for the damage to electrodes is considered. Such one Swelling of the electrode causes the forming material to detach sse, which leads to a reduced ion conductivity and a reduced ten lifetime due to poor electrode efficiency that leads. The γ-NiOOH phase is because of the compact crystalline Structure of high density nickel hydroxide is known to be multiply. In such a crystalline structure, the number of in internal micropores, which allow the ions to move freely, slightly reduced.
Wenn eine Überspannung auf die Elektrode wirkt, was mit einem er höhten elektrischen Potential einhergeht, wird β-NiOOH kontinuierlich oxidiert und in γ-NiOOH umgewandelt, welches eine geringe Dichte und eine relativ hohe Oxidationszahl hat. Zu diesem Zeitpunkt tritt die Volumenexpansion der Formiermasse auf, was zum Anschwellen der Elektrode führt. Darüber hinaus verursachen wiederholte Lade- und Entladezyklen ein Loslösen der Formiermasse von der Elektrode, was zu einer verschlechterten Ionenleitfähigkeit und zu einer geringen Ka pazität führt. Diese Defekte treten bei einem Ladungs- und Entladungsprozeß mit hoher Rate umso stärker auf.If an overvoltage acts on the electrode, what happens to it high electrical potential, β-NiOOH becomes continuous oxidized and converted into γ-NiOOH, which has a low density and has a relatively high oxidation number. At this point the Volume expansion of the molding compound, causing the swelling of the Leads electrode. They also cause repeated charging and Discharge cycles a detachment of the molding compound from the electrode what deteriorated ionic conductivity and low Ka capacity leads. These defects occur during a charge and discharge process at a high rate all the more.
Es ist bekannt, daß bivalente Elemente wie Kobalt, Zink, Kadmium usw. dem Nickelhydroxid hinzugegeben werden können, um eine Ver mehrung der γ-NiOOH -Phase zu verhindern. Die bivalenten Elemente substituieren teilweise den Platz von Nickel, was von einer Verände rung der Gitterstruktur begleitet wird. Dies bedeutet, daß sich die da zwischen verteilten Hydrogenionen im Gitter frei bewegen können und die Überspannung reduziert werden kann.It is known that bivalent elements such as cobalt, zinc, cadmium etc. can be added to the nickel hydroxide to achieve a ver to prevent the γ-NiOOH phase from multiplying. The bivalent elements partially substitute the place of nickel, what of a change grid structure is accompanied. This means that there can move freely between distributed hydrogen ions in the lattice and the overvoltage can be reduced.
Die Koreanische Offenlegungsschrift Nr. 95-31911 offenbart ein Ver fahren zum Hinzufügen solcher bivalenter Elemente zu Nickelhydroxid. Bei diesem Verfahren wird eine Lösung aus Nickelsalz, welche die bi valenten Elemente enthält, zuerst mit wäßrigem Ammoniak in einem Bad gemischt. Danach reagiert die gemischte Lösung mit einer Natri umhydroxidlösung in einem Reaktionsgefäß. Das Mischbad und das Reaktionsgefäß sind auf 35 bis 90 Grad Celsius vorgewärmt.Korean Laid-Open No. 95-31911 discloses a ver drive to add such bivalent elements to nickel hydroxide. In this process, a solution of nickel salt, which the bi contains valent elements, first with aqueous ammonia in one Bath mixed. The mixed solution then reacts with a natri Umhydroxidlösung in a reaction vessel. The mixed bath and that The reaction vessels are preheated to 35 to 90 degrees Celsius.
Jedoch werden beim oben genannten Verfahren die Nickel- Ammonium-Komplex-Ionen im Mischbad ausgefällt, was zu einem verminderten Produktionswirkungsgrad führt. Außerdem ist unbedingt ein zusätzlicher Schritt notwendig, um das bivalente Ion in ein trivalen tes Ion zu oxidieren.However, in the above process, the nickel Ammonium complex ions precipitated in the mixed bath, resulting in a reduced production efficiency. Besides, it is imperative an additional step is necessary to convert the bivalent ion into a trivial one to oxidize the ion.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von hochdichter Formiermasse aus Nickelhydroxid für eine nickelbasierte Batterie herzustellen, bei welchem keine Ausfällungen von Nickel-Ammonium-Komplex-Ionen erzeugt werden und bei wel chem der zusätzliche Oxidationsschritt nicht notwendig ist. It is therefore the object of the present invention to provide a method for Production of high-density molding compound made of nickel hydroxide for one Manufacture nickel-based battery with no precipitations are generated by nickel-ammonium complex ions and at wel chem the additional oxidation step is not necessary.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Formiermasse aus Nickelhydroxid mit hoher Dichte vor, bei welchem eine Nickelsulfatlösung mit wäßrigem Ammoniak gemischt wird, um eine gemischte Lösung zu bilden, welche Nickel- Ammonium-Komplex-Ionen beinhaltet, und zur selben Zeit wird die gemischte Lösung in ein Reaktionsgefäß gesprüht während dem Re aktionsgefäß eine Natriumhydroxidlösung zugeführt wird, um sie rea gieren zu lassen und um Nickelhydroxid zu produzieren.The present invention provides a method for achieving the object for the production of high density nickel hydroxide molding compound before, in which a nickel sulfate solution with aqueous ammonia is mixed to form a mixed solution containing nickel Contains ammonium complex ions, and at the same time the mixed solution sprayed into a reaction vessel during the re action vessel is fed a sodium hydroxide solution to rea yaw and to produce nickel hydroxide.
Darüber hinaus wird mindestens ein Element aus der Gruppe Kobalt, Zink, Kadmium, Kalzium, Magnesium, Bor oder eine Mischung davon der Nickelsulfatlösung mit einer Konzentration im Bereich von 0,05 bis 0,08 M hinzugegeben, wobei die Erzeugung von γ-NiOOH vermieden wird.In addition, at least one element from the cobalt group, Zinc, cadmium, calcium, magnesium, boron or a mixture thereof the nickel sulfate solution with a concentration in the range of 0.05 to 0.08 M added, avoiding the generation of γ-NiOOH becomes.
Die Vorteile der Erfindung werden mit Bezug auf die folgende detaillier te Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung offenbart.The advantages of the invention will become more detailed with reference to the following te description disclosed in connection with the drawing.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zur Herstel lung von Formiermasse aus Nickelhydroxid gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a schematic diagram of an apparatus for the production of molding compound from nickel hydroxide according to the present invention.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Formiermasse aus Nickelhydroxid zum Gebrauch in einer Ni-MH-Batterie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.A method of manufacturing a nickel hydroxide molding composition for use in a Ni-MH battery will now be described with reference to FIG. 1.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine Nickelsulfatlösung 1 und wäßriges Ammoniak 2 in einem vorbestimmten Verhältnis kontinuierlich in ein Sprührohr 3 gespeist und vermischt, welches in ein Reaktionsgefäß 9 eingetaucht ist. Gleichzeitig wird die gemischte Lösung 4 in das Reak tionsgefäß 9 gesprüht während dort eine Natriumhydroxidlösung 6 ein gespeist wird. Bei diesem Verfahren werden keine Ammonium-Nickel- Komplex-Ionen der gemischten Lösung im Sprührohr ausgefällt, weil die Mischungs- und Sprühschritte gleichzeitig ausgeführt werden. Im weiteren wird kein zusätzlicher Schritt zur Oxidation von bivalenten Io nen in trivalente Ionen benötigt, weil während des Sprühvorgangs Sauerstoff in die gemischte Lösung 4 eingeführt wird.As shown in FIG. 1, a nickel sulfate solution 1 and aqueous ammonia 2 are continuously fed and mixed in a predetermined ratio in a spray pipe 3 which is immersed in a reaction vessel 9 . At the same time, the mixed solution 4 is sprayed into the reaction vessel 9 while a sodium hydroxide solution 6 is being fed there. In this process, no ammonium-nickel complex ions of the mixed solution are precipitated in the spray tube because the mixing and spraying steps are carried out simultaneously. Furthermore, no additional step for the oxidation of bivalent ions into trivalent ions is required because oxygen is introduced into the mixed solution 4 during the spraying process.
Wenn die gemischte Lösung 4 in das Reaktionsgefäß 9 gesprüht und mittels eines Rührers 5 gemischt wird, reagiert sie mit der Natrium hydroxidlösung 6, um Nickelhydroxid 10 herzustellen. Zu diesem Zeit punkt wird die Menge an Natriumhydroxidlösung automatisch durch ei nen pH-Kontroller 7 kontrolliert, um den pH-Wert im Reaktionsgefäß 9 konstant zu halten.When the mixed solution 4 is sprayed into the reaction vessel 9 and mixed by a stirrer 5 , it reacts with the sodium hydroxide solution 6 to produce nickel hydroxide 10 . At this time, the amount of sodium hydroxide solution is automatically checked by a pH controller 7 in order to keep the pH in the reaction vessel 9 constant.
Die Nickelsulfatlösung 1 enthält Nickelsulfat als Hauptkomponente und enthält zusätzlich mindestens ein Additiv aus der Gruppe der bivalen ten Metalle wie z. B. Kobalt, Kadmium, Zink, Kalzium oder Magnesium, oder Nichtmetalle wie z. B. Bor.The nickel sulfate solution 1 contains nickel sulfate as the main component and additionally contains at least one additive from the group of bivalen ten metals such. B. cobalt, cadmium, zinc, calcium or magnesium, or non-metals such. B. boron.
Vorzugsweise wird die Temperatur des Reaktionsgefäßes durch einen Thermostat 8 bei 35 bis 70 Grad Celsius gehalten, um die Reaktions geschwindigkeit zu kontrollieren und um die Lösung während der Re aktion zu stabilisieren. Wenn die Temperatur unterhalb von 35 Grad Celsius ist, nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit ab. Im Gegensatz da zu wird die Lösung wegen der vermehrten Verdampfung von Ammoniak instabil, wenn die Temperatur über 70 Grad Celsius liegt. Die Tempera tur des Sprührohres 3 kann konstant identisch zu derjenigen des Re aktionsgefäßes 9 gehalten werden, weil das Sprührohr 3 in das Reak tionsgefäß 9 eingetaucht ist.The temperature of the reaction vessel is preferably kept at 35 to 70 degrees Celsius by a thermostat 8 in order to control the reaction rate and to stabilize the solution during the reaction. When the temperature is below 35 degrees Celsius, the reaction speed decreases. In contrast, because of the increased evaporation of ammonia, the solution becomes unstable when the temperature is above 70 degrees Celsius. The tempera ture of the spray tube 3 may be constant identical to that of the re action vessel 9 are held because the spray tube 3 into the reac tion vessel is immersed. 9
Der pH-Wert der Lösung im Reaktionsgefäß 9 wird vorzugsweise bei 11 bis 13 mit einer Abweichung von ±0,1 gehalten. Wenn der pH- Wert außerhalb des Bereichs ist, werden die resultierenden Partikel extrem klein.The pH of the solution in the reaction vessel 9 is preferably kept at 11 to 13 with a deviation of ± 0.1. If the pH is out of range, the resulting particles become extremely small.
Beim Verfahren bleiben die resultierenden Nickelhydroxidpartikel im Reaktionsgefäß 9 vorzugsweise für 2,5 bis 6 Stunden, um mit einer geeigneten Größe ausgestattet zu werden. Wenn die Verweilzeit über 6 Stunden beträgt, wird die Partikelgröße unerwünscht groß. In the process, the resulting nickel hydroxide particles remain in the reaction vessel 9, preferably for 2.5 to 6 hours, in order to be equipped with a suitable size. If the residence time is over 6 hours, the particle size becomes undesirably large.
Die Konzentration der Nickelsulfatlösung wird vorzugsweise bei 2,0 bis 2,8 M gehalten. Wenn die Konzentration niedriger als 2,0 M ist, wird die Menge an zu bearbeitender Lösung zu viel. Im Gegensatz dazu, wenn die Konzentration 2,8 M übersteigt, fällt Nickelsulfat leicht aus. Die Konzentration von Ammoniak im wäßrigen Ammoniak wird vor zugsweise bei 12,0 bis 16,0 M gehalten.The concentration of the nickel sulfate solution is preferably 2.0 to Held 2.8 m. If the concentration is less than 2.0 M, the amount of solution to be processed is too much. In contrast to, if the concentration exceeds 2.8 M, nickel sulfate easily precipitates. The concentration of ammonia in the aqueous ammonia is before preferably held at 12.0 to 16.0M.
Die Konzentration der Natriumhydroxidlösung wird vorzugsweise bei 5,0 bis 8,0 M gehalten. Wenn die Konzentration 8,0 M übersteigt, än dern sich die physikalischen Eigenschaften des Nickels und teilweise auch der pH-Wert der Lösung.The concentration of the sodium hydroxide solution is preferably at Held 5.0 to 8.0 s. If the concentration exceeds 8.0 M, change the physical properties of nickel and partially also the pH of the solution.
Das maximale Verhältnis der Nickelsulfatlösung und des wäßrigen Ammoniaks wird vorzugsweise auf 0,3 bis 1,5 M Ammoniak per 1 M Nickel geregelt. Wenn das Mischungsverhältnis unter 0,3 M fällt, ist das Ammoniak wirkungslos. Im Gegensatz dazu nimmt die Ausbeute der Produktion ab, wenn das Mischungsverhältnis mehr als 1,5 M be trägt.The maximum ratio of the nickel sulfate solution and the aqueous Ammonia is preferably made up to 0.3 to 1.5 M ammonia per 1 M Nickel regulated. If the mixing ratio falls below 0.3 M, is the ammonia has no effect. In contrast, the yield increases production if the mixing ratio is more than 1.5 M wearing.
Das Mischungsverhältnis der gemischten Lösung und der Natrium hydroxidlösung wird mittels eines pH-Wert-Kontrollers auf 1,9 bis 2,3 M per 1 M Nickel automatisch geregelt. Zu diesem Zeitpunkt sollte der pH-Wert im Reaktionsgefäß auf einem konstanten Niveau gehalten werden, weil die physikalischen Eigenschaften bei Änderung des pH- Werts stark variieren.The mixing ratio of the mixed solution and sodium hydroxide solution is adjusted to 1.9 to 2.3 M by means of a pH controller automatically controlled by 1 M nickel. At this point the pH in the reaction vessel kept at a constant level because the physical properties when the pH changes Vary the value strongly.
Das zu der Nickelsulfatlösung hinzu gegebene Additiv wird bei 0,05 bis 0,8 M gehalten und beinhaltet mindestens ein Element aus der Gruppe Kobalt, Kadmium, Zink, Kalzium, Magnesium, Bor oder eine Mischung daraus. Das Additiv wird vorzugsweise bei 0,05 bis 0,3 M gehalten. Wenn die Menge an Additiv außerhalb des Bereichs liegt, werden die physikalischen Eigenschaften des Nickelhydroxid verschlechtert.The additive added to the nickel sulfate solution becomes 0.05 to Held 0.8 M and contains at least one element from the group Cobalt, cadmium, zinc, calcium, magnesium, boron or a mixture from it. The additive is preferably kept at 0.05 to 0.3M. If the amount of additive is out of range, the physical properties of the nickel hydroxide deteriorated.
Wie oben beschrieben, wird Nickelhydroxid gemäß der vorliegenden Erfindung in der Form von hochdichten Partikeln hergestellt, welche eine scheinbare Dichte (apparent density) von 1,5 bis 1,8 g/cm3 und ei ne Klopfdichte (tapping density) von 1,9 bis 2,3 g/cm3 haben.As described above, nickel hydroxide according to the present invention is produced in the form of high density particles which have an apparent density of 1.5 to 1.8 g / cm 3 and a tapping density of 1.9 up to 2.3 g / cm 3 .
Wenn ein solches Nickelhydroxid für eine positive Elektrode benutzt wird, kann eine nickelbasierte Batterie mit hoher Dichte, mit erhöhter Packungsdichte, mit verbesserter Fluidität und mit einheitlicher Kapazi tät hergestellt werden. Außerdem können Additive wie Kobalt, Kadmi um, Zink usw. der nickelbasierten Batterie eine erhöhtes Nutzungsver hältnis, eine verbesserte Kapazität, eine Ladungs- und Entladungscha rakteristik mit hoher Rate usw. verleihen. Entsprechend kann ein sol ches Füll- oder Formiermasse aus Nickelhydroxid in effizienter Weise in verschiedenen industriellen Gebieten angewendet werden, wo nic kelbasierte Batterien, Nickel-Metall-Hydrid-Batterien, Nickel-Kadmium- Batterien, Nickel-Eisen-Batterien, Nickel-Zink-Batterien usw. verwendet werden.When using such nickel hydroxide for a positive electrode a nickel-based battery with high density, with increased Pack density, with improved fluidity and with uniform capaci be made. In addition, additives such as cobalt, kadmi um, zinc, etc. of the nickel-based battery has an increased usage ratio, improved capacity, loading and unloading lend characteristic at high rate, etc. Accordingly, a sol Filling or molding compound made of nickel hydroxide in an efficient manner be used in various industrial areas where nic kel based batteries, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium Batteries, nickel-iron batteries, nickel-zinc batteries, etc. are used will.
Im folgenden sind Beispiele der Erfindung aufgeführt. Die Erfindung kann in verschiedener Weise genutzt werden und ist nicht auf die Bei spiele beschränkt.The following are examples of the invention. The invention can be used in different ways and is not on the case games limited.
Eine 2,3 M Nickelsulfatlösung beinhaltend 0,1 M Kobalt und 0,1 M Zink und 15 M wäßriges Ammoniak wurden in ein Sprührohr eingespeist und im Sprührohr gemischt, welches in ein auf eine Temperatur von 50 Grad Celsius vorgeheiztes Reaktionsgefäß getaucht ist, und zwar in einem Verhältnis von 0,55 M Ammoniak per 1,0 M Nickel. Gleichzeitig wurde die gemischte Lösung in das Reaktionsgefäß eingesprüht, wobei die innere Temperatur auf 50 Grad Celsius gehalten wurde, während eine 6,0 M Natriumhydroxidlösung dort eingespeist wurde. Die ge mischte Lösung reagierte mit der Natriumhydroxidlösung, wobei Nic kelhydroxid produziert wurde. Diesmal verblieb das hergestellte Nic kelhydroxid 3 Stunden lang im Reaktionsgefäß. Die physikalischen Ei genschaften des Nickelhydroxids wurden getestet und die Resultate sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. A 2, 3 M nickel sulfate solution comprising 0.1 M cobalt and 0.1 M zinc and 15 M aqueous ammonia were fed into a spray tube and mixed in the spray pipe, which is immersed in a preheated to a temperature of 50 degrees Celsius the reaction vessel, namely in a ratio of 0.55 M ammonia per 1.0 M nickel. At the same time, the mixed solution was sprayed into the reaction vessel while the internal temperature was kept at 50 degrees Celsius while a 6.0 M sodium hydroxide solution was fed there. The mixed solution reacted with the sodium hydroxide solution to produce nickel hydroxide. This time, the nickel hydroxide produced remained in the reaction vessel for 3 hours. The physical properties of the nickel hydroxide were tested and the results are shown in Table 1 below.
Eine 2,5 M Nickelsulfatlösung beinhaltend 0,15 M Kobalt und 0,15 M Zink und 15 M wäßriges Ammoniak wurden in ein Sprührohr einge speist und im Sprührohr gemischt, welches in ein auf 50 Grad Celsius vorgewärmtes Reaktionsgefäß eingetaucht war, und zwar in einem Verhältnis von 0,65 Ammoniak per 1,0 M Nickel. Gleichzeitig wurde die gemischte Lösung in das Reaktionsgefäß eingesprüht, wobei die inne re Temperatur auf 50 Grad Celsius gehalten wurde, während eine 6,0 M Natriumhydroxidlösung dort eingespeist wurde. Die gemischte Lö sung reagierte mit der Natriumhydroxidlösung, wobei Nickelhydroxid produziert wurde. Diesmal verblieb das hergestellte Nickelhydroxid 3,9 Stunden lang im Reaktionsgefäß. Die physikalischen Eigenschaften des Nickelhydroxid wurden getestet und die Resultate sind in der fol genden Tabelle 2 aufgeführt.A 2.5 M nickel sulfate solution containing 0.15 M cobalt and 0.15 M Zinc and 15 M aqueous ammonia were placed in a spray tube feeds and mixed in the spray tube, which in a to 50 degrees Celsius preheated reaction vessel was immersed, in one Ratio of 0.65 ammonia per 1.0 M nickel. At the same time, the mixed solution sprayed into the reaction vessel, the inner re temperature was kept at 50 degrees Celsius, while a 6.0 M sodium hydroxide solution was fed there. The mixed lion solution reacted with the sodium hydroxide solution, with nickel hydroxide was produced. This time, the nickel hydroxide produced remained 3.9 In the reaction vessel for hours. The physical properties of nickel hydroxide have been tested and the results are shown in fol Table 2 listed.
Eine 2,5 M Nickelsulfatlösung beinhaltend 0,27 M Kobalt und 0,27 M Zink und 15 M wäßriges Ammoniak wurden in ein Sprührohr einge speist und im Sprührohr gemischt, welches in ein auf 50 Grad Celsius vorgewärmtes Reaktionsgefäß eingetaucht war, und zwar in einem Verhältnis von 0,65 Ammoniak per 1,0 M Nickel. Gleichzeitig wurde die gemischte Lösung in das Reaktionsgefäß eingesprüht, wobei die inne re Temperatur auf 50 Grad Celsius gehalten wurde, während eine 6,0 M Natriumhydroxidlösung dort eingespeist wurde. Die gemischte Lö sung reagierte mit der Natriumhydroxidlösung, wobei Nickelhydroxid produziert wurde. Diesmal verblieb das hergestellte Nickelhydroxid 5,5 Stunden lang im Reaktionsgefäß. Die physikalischen Eigenschaften des Nickelhydroxid wurden getestet und die Resultate sind in der fol genden Tabelle 3 aufgeführt.A 2.5 M nickel sulfate solution containing 0.27 M cobalt and 0.27 M Zinc and 15 M aqueous ammonia were placed in a spray tube feeds and mixed in the spray tube, which in a to 50 degrees Celsius preheated reaction vessel was immersed, in one Ratio of 0.65 ammonia per 1.0 M nickel. At the same time, the mixed solution sprayed into the reaction vessel, the inner re temperature was kept at 50 degrees Celsius, while a 6.0 M sodium hydroxide solution was fed there. The mixed lion solution reacted with the sodium hydroxide solution, with nickel hydroxide was produced. This time the nickel hydroxide produced remained 5.5 In the reaction vessel for hours. The physical properties of nickel hydroxide have been tested and the results are shown in fol table 3 listed.
Die gemäß den obigen Beispielen hergestellte Füll- oder Formierma ssen aus Nickelhydroxid stellten sich als pulverisierte Partikel heraus, ausgestattet mit hochdichten Eigenschaften wie einer scheinbaren Dichte im Bereich von 1,5 bis 1,8 g/cm3, einer Klopfdichte im Bereich von 1,9 bis 2,3 g/cm3 und einer Partikelgröße zwischen 2 und 40 µm. Im weiteren traten während des Formiermassen-Herstellprozesses kei ne Ausfällungen von Nickel-Ammonium-Komplex-Ionen auf und ein zu sätzlicher Schritt zur Oxidation von Kobalt wurde nicht benötigt. Dem entsprechend kann die Füll- oder Formiermasse aus Nickelhydroxid gemäß der Erfindung wegen seiner hochdichten Eigenschaften für ver schiedene nickelbasierte Sekundärbatterien verwendet werden.The nickel hydroxide filling or forming materials produced according to the above examples turned out to be pulverized particles, equipped with high-density properties such as an apparent density in the range from 1.5 to 1.8 g / cm 3 , a tap density in the range from 1. 9 to 2.3 g / cm 3 and a particle size between 2 and 40 microns. Furthermore, no precipitation of nickel-ammonium complex ions occurred during the molding compound production process and an additional step for the oxidation of cobalt was not required. Accordingly, the filling or molding compound made of nickel hydroxide can be used according to the invention because of its high density properties for different nickel-based secondary batteries.
Claims (6)
Mischen einer Nickelsulfatlösung (1) mit wäßrigem Ammoniak (2), um eine gemischte Lösung (4) zu bilden, welche Nickel-Ammonium-Komplex-Ionen beinhaltet, und Sprühen der gemischten Lösung (4) in ein Reaktionsgefäß (9) während eine Natriumhydroxidlösung (6) in das Reaktionsgefäß (9) einge speist wird, damit die gemischte Lösung (4) mit der Natriumhydroxidlösung (6) reagiert und Produzieren von Nickelhydroxid (10), wobei der Mischungsschritt und der Sprühschritt im wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden.1. A method for producing a high-density molding compound made of nickel hydroxide comprising the following steps:
Mixing a nickel sulfate solution ( 1 ) with aqueous ammonia ( 2 ) to form a mixed solution ( 4 ) containing nickel-ammonium complex ions and spraying the mixed solution ( 4 ) into a reaction vessel ( 9 ) while a sodium hydroxide solution ( 6 ) is fed into the reaction vessel ( 9 ) so that the mixed solution ( 4 ) reacts with the sodium hydroxide solution ( 6 ) and produces nickel hydroxide ( 10 ), the mixing step and the spraying step being carried out substantially simultaneously.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970037202A KR19990015234A (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Manufacturing method of high density nickel hydroxide active material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19823129A1 true DE19823129A1 (en) | 1999-02-11 |
Family
ID=19516835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823129A Ceased DE19823129A1 (en) | 1997-08-04 | 1998-05-23 | Process for producing a high-density molding compound from nickel hydroxide |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167200A (en) |
| KR (1) | KR19990015234A (en) |
| DE (1) | DE19823129A1 (en) |
| GB (1) | GB2327943A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004032260A2 (en) * | 2002-09-28 | 2004-04-15 | Varta Automotive Systems Gmbh | Cathode active material based on mixed nickel hydroxide for alkaline batteries and a process for the production thereof |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083599A (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Sony Corp | Positive electrode mixture and nickel zinc battery |
| JP2006265086A (en) * | 2005-02-24 | 2006-10-05 | Toyota Motor Corp | Method and apparatus for manufacturing nickel hydroxide particles |
| DE102006049107A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | H.C. Starck Gmbh | Powdery compounds, processes for their preparation and their use in electrochemical applications |
| RU2463254C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НИКОЛЬ" | Method of producing nickel (ii) hydroxide |
| JP6136604B2 (en) * | 2013-06-10 | 2017-05-31 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for producing nickel cobalt composite hydroxide particles |
| EP3466531A4 (en) * | 2016-06-07 | 2020-01-15 | Tanaka Chemical Corporation | Reaction apparatus for obtaining inorganic particles, and method for producing inorganic particles |
| JP6142295B1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-06-07 | 株式会社田中化学研究所 | Positive electrode active material for secondary battery |
| CN106823457B (en) * | 2017-03-14 | 2019-02-12 | 重庆市潼南区九橡化大环保科技有限公司 | One kind extracting nickel sulfate with stirring evenly type extraction equipment from old and useless battery |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS536119B2 (en) * | 1975-01-28 | 1978-03-04 | ||
| JPH026340A (en) * | 1988-04-13 | 1990-01-10 | Kansai Shokubai Kagaku Kk | Production of nickel hydroxide |
| CN1107442A (en) * | 1994-02-26 | 1995-08-30 | 王维波 | Process for preparing nickel hydroxide |
| KR0148827B1 (en) * | 1994-05-20 | 1998-10-15 | 전성원 | Method for manufacturing high density nickel hydroxide for alkali rechargeable batteries |
-
1997
- 1997-08-04 KR KR1019970037202A patent/KR19990015234A/en not_active Application Discontinuation
-
1998
- 1998-05-23 DE DE19823129A patent/DE19823129A1/en not_active Ceased
- 1998-06-02 JP JP10151814A patent/JPH1167200A/en active Pending
- 1998-06-04 GB GB9812058A patent/GB2327943A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004032260A2 (en) * | 2002-09-28 | 2004-04-15 | Varta Automotive Systems Gmbh | Cathode active material based on mixed nickel hydroxide for alkaline batteries and a process for the production thereof |
| WO2004032260A3 (en) * | 2002-09-28 | 2005-02-03 | Varta Automotive Systems Gmbh | Cathode active material based on mixed nickel hydroxide for alkaline batteries and a process for the production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1167200A (en) | 1999-03-09 |
| GB2327943A (en) | 1999-02-10 |
| KR19990015234A (en) | 1999-03-05 |
| GB9812058D0 (en) | 1998-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2190786B1 (en) | Powdered compounds, method for the production thereof, and use thereof in lithium secondary batteries | |
| DE69111686T2 (en) | Process for the production of alkaline zinc batteries. | |
| DE68917045T2 (en) | Nickel electrode for an alkaline battery. | |
| DE69629772T2 (en) | Unsintered nickel electrode, alkaline storage cell and manufacturing process | |
| DE1078649B (en) | Process for the production of electrodes for galvanic elements | |
| DE1596243A1 (en) | Negative zinc electrode for accumulators and process for their production | |
| DE69534897T2 (en) | Alkaline accumulator battery and method of making Ni / Co hydroxide positive electrode active material | |
| DE69303117T2 (en) | Manufacture of zinc alkaline batteries | |
| DE112021005597T5 (en) | CATHODE MATERIAL PRECURSORS AND PREPARATION METHOD THEREOF AND APPLICATIONS THEREOF | |
| DE4439989A1 (en) | Manganese-containing nickel (II) hydroxide powder, process for their preparation and their use | |
| DE3520108A1 (en) | POSITIVE COLLECTOR ELECTRODE FOR ACCUMULATORS WITH ALKALINE ELECTROLYTE | |
| DE2100300B2 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING CADMIUM OR NICKEL ELECTRODES FOR ELECTRIC ACCUMULATORS BY INTRODUCING CADMIUM OR NICKEL HYDROXIDE INTO A POROESE ELECTRICALLY CONDUCTIVE STRUCTURE | |
| DE3048123A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING AN ELECTROCHEMICAL CELL WITH AN ANODE IN SITU | |
| DE69302602T2 (en) | Process for the production of alkaline zinc batteries | |
| DE19823129A1 (en) | Process for producing a high-density molding compound from nickel hydroxide | |
| DE112016003378T5 (en) | BATTERY POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, BATTERY AND METHOD FOR PRODUCING A BATTERY POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL | |
| DE19757380C2 (en) | A method of making a double layer nickel hydroxide active material | |
| DE69105367T2 (en) | Process for producing a metallic hydroxide powder and powder produced in this way. | |
| WO2004032260A2 (en) | Cathode active material based on mixed nickel hydroxide for alkaline batteries and a process for the production thereof | |
| DE2337899C3 (en) | Process for the production of a negative cadmium electrode for galvanic elements | |
| DE69837739T2 (en) | Nickel hydroxide active material for alkaline storage cell and manufacturing process | |
| DE68914960T2 (en) | Lithium primary cell with anhydrous electrolyte and process for the production of manganese dioxide therefor. | |
| DE2007987C3 (en) | Electrochemically active material for positive electrodes of alkaline batteries, which mainly consists of nickel hydroxide and contains metal sulphate, as well as a process for its production | |
| DE3314667A1 (en) | ZINC HALOGEN BATTERY | |
| DE1458459C2 (en) | Process for the production of powdery pail adium-silver alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |