鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，其為核殼型結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為球形氫氧化鎳，外包層主要為含鈰和鈷的氫氧化物，氫氧化鎳與鈰的摩爾比為1∶0.007～0.056，與鈷元素的摩爾比為1∶0.025～0.125；其制備方法包括：先將三價鈰鹽和鈷鹽溶解，再將絡(luò)合劑與混合鹽溶液先混合絡(luò)合，將得到的混合溶液、沉淀劑加入到含球形氫氧化鎳的溶液中進(jìn)行鈰鈷均勻共沉淀反應(yīng)，并在表面形成包覆層，再洗滌、烘干、氧化制備得到鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。本發(fā)明的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料可作為改善鎳氫電池高溫性能的正極儲能材料進(jìn)行應(yīng)用，能顯著提高球形氫氧化鎳的電導(dǎo)率、耐還原性和耐高溫性能。
【專利說明】鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含氫氧化鎳正極材料及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及一種包覆型 氫氧化鎳復(fù)合材料及其制備方法在二次電池中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展以及移動科技設(shè)備的推廣和普及，移動設(shè)備已廣泛應(yīng)用于生活科 研等各個領(lǐng)域?，F(xiàn)有的移動設(shè)備上都普遍安裝有二次電池以為移動設(shè)備供電，而普通的二 次電池適宜于常溫下使用，在高溫環(huán)境下，其充放電性能差，很難滿足移動設(shè)備的要求。在 高溫環(huán)境下，為移動設(shè)備供電的電池需要具備特殊的性能，即電池的耐高溫性能要表現(xiàn)優(yōu) 異，這不僅意味著二次電池在高溫環(huán)境下使用時需滿足安全可靠的基本要求，同時還要具 有較好的充放電性能。
[0003] 球形氫氧化鎳正極儲能材料具有在高溫環(huán)境下充放電性能好的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)氫 氧化鎳正極儲能材料的制備中，一般是向普通的球形氫氧化鎳中按一定比例機(jī)械摻混含Y、 Ca、Mg、Co等至少一種元素的化合物，這種機(jī)械摻混將導(dǎo)致?lián)交斓牟痪鶆?，制備的電池性?不穩(wěn)定。也有在制備普通球形氫氧化鎳時共沉淀加入Y、Ca、Mg等至少一種元素化合物的實(shí) 施方案，再通過表面包覆鈷的化合物來改善其高溫性能，采用這種晶格內(nèi)摻雜的均勻共沉 淀反應(yīng)及包覆反應(yīng)來制備高溫用球形氫氧化鎳，雖然可以在一定程度上提高電池的高溫性 能，但其制備工藝過程復(fù)雜，且常溫性能下降明顯。
[0004] CN102471091A號中國專利文獻(xiàn)公開了一種鈷鈰化合物、使用該鈷鈰化合物的堿蓄 電池以及該鈷鈰化合物的制造方法，其公開的技術(shù)方案主要是：在包括通過使含鈷離子和 鈰離子的水溶液的pH變化而使含鈷和鈰的氫氧化物在水溶液中析出后、對氫氧化物進(jìn)行 氧化處理的工序的鈷鈰化合物的制造方法中，在使氫氧化物析出前，關(guān)于含鈷離子和鈰離 子的水溶液中所含的鈰離子的比例，相對于鈷離子和鈰離子的總計，設(shè)定為比5原子％大 且70原子％以下。然而，該文獻(xiàn)中的制備工藝主要是將鈷鈰化合物直接添加共混到堿蓄電 池的正極活性材料中，而且其主要是強(qiáng)調(diào)鈰離子和鈷離子在原子百分比上的改進(jìn)和優(yōu)化， 其制備工藝并不成熟，且產(chǎn)品的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和耐高溫性都有待提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能實(shí)現(xiàn)鈰和鈷均勻共 沉淀包覆在普通球形氫氧化鎳表面、且能提高球形氫氧化鎳的電導(dǎo)率、耐還原性和耐高溫 性能的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，還相應(yīng)提供該鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方法 和應(yīng)用。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材 料，所述復(fù)合材料為包含內(nèi)核和外包層核殼型結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)核為球形氫氧化鎳，所述外包層 主要為均勻包覆的含鋪和鈷的氫氧化物，所述氫氧化鎳與鋪元素的摩爾比為1 : 0.007? 0. 056,所述氫氧化鎳與鈷元素的摩爾比為1 : 0. 025?0. 125。
[0007] 上述的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料中，優(yōu)選的，所述復(fù)合材料的平均粒徑控制在 8?16微米，粉體阻抗在1?6 Ω。
[0008] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方 法，包括以下步驟：先選擇沉淀pH值相對較高的三價鈰鹽進(jìn)行溶解，然后將鈷鹽溶解得到 含三價鈰鹽和鈷鹽的混合鹽溶液，再選擇與所述三價鈰鹽和鈷鹽絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)?shù)慕j(luò)合 劑與前述混合鹽溶液先絡(luò)合，再將所述混合溶液與沉淀劑加入到含球形氫氧化鎳的溶液中 進(jìn)行鈰鈷均勻共沉淀反應(yīng)，并在球形氫氧化鎳表面形成包覆層，再通過洗滌、烘干、氧化制 備得到鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。本發(fā)明的上述技術(shù)方案選擇三價鈰鹽作為原料，因?yàn)?三價鈰鹽沉淀時的pH值在7. 6左右，而四價鈰鹽的沉淀pH值僅有0. 7?1. 0左右，而二 價鈰鹽在空氣中不穩(wěn)定，容易被氧化，通過使用本領(lǐng)域不常用的三價鈰鹽替代常規(guī)的四價 鈰鹽能夠更好地緩解鈰鈷均勻共沉淀反應(yīng)時鈰的偏析問題，再結(jié)合在沉淀反應(yīng)過程中絡(luò)合 劑、沉淀劑等添加方式、操作順序的改進(jìn)，有效的解決了鈰的偏析，實(shí)現(xiàn)鈰鈷的均勻共沉淀。
[0009] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述混合溶液中三價鈰鹽與鈷鹽的摩爾比控制為 0· 2 ?0· 6 : 1。
[0010] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸（EDTA)，所述絡(luò)合劑與混 合溶液中鈰、鈷的總摩爾數(shù)之比為0.04?0.30 : 1。本發(fā)明優(yōu)選采用的絡(luò)合劑EDTA與三 價鈰鹽的絡(luò)合常數(shù)為15. 98,與二價鈷的絡(luò)合常數(shù)為16. 31，其應(yīng)用能夠更有效地保證鈰鈷 的均勻共沉淀。
[0011] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述均勻共沉淀反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系中鈰、鈷元素 的總摩爾數(shù)與所述球形氫氧化鎳的摩爾比控制為〇. 04?0. 15 : 1。
[0012] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述均勻共沉淀反應(yīng)過程中，反應(yīng)的pH值控制在 8. 0?10. 0,反應(yīng)時的轉(zhuǎn)速控制在80r/min?160r/min，反應(yīng)體系的溫度控制在40°C? 70°C，反應(yīng)體系的固體總含量控制在80g/L?150g/L，反應(yīng)時間為4?10小時。
[0013] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述洗滌、烘干主要是指：將均勻共沉淀反應(yīng)完成后 的料漿經(jīng)過濾后采用常溫下的去離子水洗滌至pH值為7. 5?9. 5,再在60°C?100°C溫度 下烘干。
[0014] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述氧化主要包括：將所述洗滌、烘干后的產(chǎn)物加入 到氧化反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉溶液并通入氧氣，氫氧化鈉溶液濃度為40wt %?60wt %， 氫氧化鈉溶液和球形氫氧化鎳的質(zhì)量比控制為0.08?0.15 : 1，氧氣流量為1.5?4L/ min，使球形氫氧化鎳表面形成的包覆層被氧化；再對氧化后的物料用去離子水洗滌至pH 值為8. 5?10. 5,并在80°C?120°C溫度下烘干，即得到鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。
[0015] 上述本發(fā)明的技術(shù)方案中，采取的關(guān)鍵措施之一在于反應(yīng)中還特別添加了優(yōu)選的 絡(luò)合劑，尤其是在配制鈰鹽使用的是三價鈰鹽（而常規(guī)使用的和見到的鈰鹽都是四價鈰 鹽，例如四價硝酸鈰），以實(shí)現(xiàn)鈰鈷的均勻共沉淀，鈰鈷均勻共沉淀后材料的電導(dǎo)率表現(xiàn)較 好。
[0016] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料作 為改善鎳氫電池高溫性能的正極儲能材料的應(yīng)用。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] 1.本發(fā)明能夠制備得到性能優(yōu)良的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，該產(chǎn)品不僅能實(shí) 現(xiàn)鈰和鈷均勻共沉淀包覆在普通球形氫氧化鎳表面，而且能提高球形氫氧化鎳的電導(dǎo)率及 耐還原性，還可有效提高球形氫氧化鎳的耐高溫性能；
[0019] 2.本發(fā)明的制備工藝簡單、操作方便，原料用量少，對環(huán)境影響小，其均勻共沉淀 反應(yīng)的包覆過程中取消了常用的氨絡(luò)合劑，解決了氨絡(luò)合劑與二價鈷或三價鈰的絡(luò)合穩(wěn)定 常數(shù)相差較大的問題，避免了鈰鹽沉淀時的偏析問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0022] 圖3為對比例1中制備得到的表面包覆鈰鈷的氫氧化鎳材料的掃描電鏡圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，需要特別說明的是，除非另有定義，下文中所使用 的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為 了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。除有特別說明，本發(fā)明中用 到的各種試劑、原料均為可以從市場上購買的商品或者可以通過公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0024] -種鋪鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，該復(fù)合材料為包含內(nèi)核和外包層核殼型結(jié)構(gòu)， 內(nèi)核為球形氫氧化鎳，外包層主要為含鋪和鈷的氧化物，氫氧化鎳與鋪元素的摩爾比為 1 : 0.007?0. 056,氫氧化鎳與鈷元素的摩爾比為1 : 0.025?0.125;復(fù)合材料的平均 粒徑控制在8?16微米，粉體阻抗在1?6 Ω。
[0025] 上述鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0026] 先選擇沉淀pH值相對較高的三價鈰鹽進(jìn)行溶解，然后將鈷鹽溶解得到含三價鈰 鹽和鈷鹽的混合鹽溶液，混合溶液中三價鈰鹽與鈷鹽的摩爾比控制為〇. 2?0. 6 :1 ;
[0027] 再選擇與三價鈰鹽和鈷鹽絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸 (EDTA)，絡(luò)合劑與混合溶液中鈰、鈷的總摩爾數(shù)之比為0. 04?0. 30 : 1 ;
[0028] 將混合鹽溶液和絡(luò)合劑先混合得混合溶液，再將混合溶液、沉淀劑加入到含球形 氫氧化鎳的溶液中進(jìn)行鋪鈷均勻共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)體系中鋪、鈷元素的總摩爾數(shù)與所球形 氫氧化鎳的摩爾比控制為0.04?0.15 : 1;反應(yīng)的pH值控制在8.0?10. 0,反應(yīng)時的轉(zhuǎn) 速控制在80r/min?160r/min，反應(yīng)體系的溫度控制在40°C?70°C，反應(yīng)體系的固體總含 量控制在80g/L?150g/L，反應(yīng)時間為4?10小時，在球形氫氧化鎳表面形成包覆層；
[0029] 將均勻共沉淀反應(yīng)完成后的料漿經(jīng)過濾后采用常溫下的去離子水洗滌至pH值為 7. 5?9. 5,再在60°C?100°C溫度下烘干；
[0030] 將洗滌、烘干后的產(chǎn)物加入到氧化反應(yīng)器中，通入一定量的氫氧化鈉溶液和氧氣， 使球形氫氧化鎳表面形成的包覆層被氧化；再對氧化后的物料用去離子水洗滌至pH值為 8. 5?10. 5,并在80°C?120°C溫度下烘干，即得到鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。
[0031] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實(shí)施例對本發(fā)明作更全 面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0032] 實(shí)施例1 :
[0033] -種如圖1所示本發(fā)明的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，該復(fù)合材料為包含內(nèi)核和 外包層核殼型結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為球形氫氧化鎳，外包層主要為含鈰和鈷的氧化物，氫氧化鎳與鈰 元素的摩爾比為1 : 0. 024,氫氧化鎳與鈷元素的摩爾比為1 : 0.096;平均粒徑分布為 10?13微米，粉體阻抗在2. 3 Ω。
[0034] 上述本實(shí)施例的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0035] 先選擇沉淀pH值相對較高的硝酸鈰進(jìn)行溶解，然后將硫酸鈷溶解得到含硝酸鈰 和硫酸鈷的混合鹽溶液，混合鹽溶液中硝酸鈰與硫酸鈷的摩爾比控制為0.25 : 1;
[0036] 再選擇與硝酸鈰和硫酸鈷絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑EDTA，將EDTA加入混合鹽 溶液中攪拌均勻，配制成鈰離子濃度為8g/l、鈷離子濃度為13. 46g/l的混合溶液，EDTA與 混合鹽溶液中鋪、鈷金屬元素的總摩爾數(shù)之比為0. 12 : 1 ;
[0037] 將上述配制的混合溶液和沉淀劑氫氧化鈉一起，并流加入裝有未包覆的普通球形 氫氧化鎳和去離子水配成的懸浮液中，在帶攪拌的反應(yīng)釜中進(jìn)行鈰鈷均勻沉淀反應(yīng)，反應(yīng) 體系中鋪、鈷元素的總摩爾數(shù)與所球形氫氧化鎳的摩爾比控制為0.14 : 1;反應(yīng)的pH值 控制在8. 7?9. 3,反應(yīng)時反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)速控制在100r/min，反應(yīng)體系的溫度控制在55°C? 60°C，反應(yīng)體系的固體總含量控制在120g/L?140g/L，反應(yīng)時間為6小時，在球形氫氧化鎳 表面形成包覆層；
[0038] 將均勻共沉淀反應(yīng)完成后的料漿經(jīng)過濾后采用常溫下的去離子水洗滌至pH值為 9.0,再在70°C溫度下烘干；
[0039] 將洗滌、烘干后的產(chǎn)物加入到氧化反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉溶液并通入氧氣，氫氧 化鈉溶液濃度為45wt%，氫氧化鈉溶液和球形氫氧化鎳的重量比為0.12 : 1，氧氣流量為 2L/min，使球形氫氧化鎳表面形成的包覆層被氧化；再對氧化后的物料用去離子水洗滌至 pH值為9. 5,并在110°C溫度下烘干，即得到圖1所示的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。由圖 1可見，鈷、鈰在普通球形氫氧化鎳表面包覆均勻，未出現(xiàn)偏析。
[0040] 實(shí)施例2 :
[0041] 一種如圖2所示本發(fā)明的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，該復(fù)合材料為包含內(nèi)核和 外包層核殼型結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為球形氫氧化鎳，外包層主要為含鈰和鈷的氧化物，氫氧化鎳與鈰 元素的摩爾比為1 :〇. 04,氫氧化鎳與鈷元素的摩爾比為1 :0. 08,平均粒徑分布為10?13 微米，粉體阻抗在2. 5Ω。
[0042] 上述本實(shí)施例的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0043] 先選擇沉淀pH值相對較高的硝酸鈰進(jìn)行溶解，然后將硫酸鈷溶解得到含硝酸鈰 和硫酸鈷的混合鹽溶液，混合鹽溶液中硝酸鈰與硫酸鈷的摩爾比控制為0.5 : 1;
[0044] 再選擇與硝酸鈰和硫酸鈷絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑EDTA，將EDTA加入混合鹽 溶液中攪拌均勻，配制成鈰離子濃度為14g/l、鈷離子濃度為11. 78g/l的混合溶液，EDTA與 混合鹽溶液中鋪、鈷金屬元素的總摩爾數(shù)之比為0.2 : 1;
[0045] 將上述配制的混合溶液和沉淀劑氫氧化鈉一起，并流加入裝有未包覆的普通球形 氫氧化鎳和去離子水配成的懸浮液中，在帶攪拌的反應(yīng)釜中進(jìn)行鈰鈷均勻共沉淀反應(yīng)，反 應(yīng)體系中鋪、鈷元素的總摩爾數(shù)與所球形氫氧化鎳的摩爾比控制為0.12 : 1;反應(yīng)的pH值 控制在8. 0?8. 8,反應(yīng)時反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)速控制在100r/min，反應(yīng)體系的溫度控制在55°C? 60°C，反應(yīng)體系的固體總含量控制在120g/L?140g/L，反應(yīng)時間為7小時，在球形氫氧化鎳 表面形成包覆層；
[0046] 將均勻共沉淀反應(yīng)完成后的料漿經(jīng)過濾后采用常溫下的去離子水洗滌至pH值為 9.0,再在90°C溫度下烘干；
[0047] 將洗滌、烘干后的產(chǎn)物加入到氧化反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉溶液并通入氧氣，氫氧 化鈉溶液濃度為45wt%，氫氧化鈉溶液和球形氫氧化鎳的質(zhì)量比為0.12 : 1，氧氣流量為 2L/min，使球形氫氧化鎳表面形成的包覆層被氧化；再對氧化后的物料用去離子水洗滌至 pH值為9. 5,并在110°C溫度下烘干，即得到圖2所示的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。由圖 2可見，鈷、鈰在普通球形氫氧化鎳表面包覆均勻，未出現(xiàn)偏析。
[0048] 對比例1 :
[0049] 在實(shí)施例1所描述的步驟中不加入絡(luò)合劑EDTA，其它步驟同實(shí)施例1，最后得到如 圖3所示的表面包覆鈰鈷的氫氧化鎳對比材料，由圖3可見，鈷鈰在普通球形氫氧化鎳表面 未能包覆均勻，出現(xiàn)偏析。
[0050] 對比例2 :
[0051] 又一種對比例的鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，該復(fù)合材料為包含內(nèi)核和外包層核 殼型結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為球形氫氧化鎳，外包層為鈷的氧化物，氫氧化鎳與鈷元素的摩爾比為1 : 0· 12。
[0052] 上述對比例的鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0053] 先將硫酸鈷溶解得到含鈷18. 83g/l的溶液；
[0054] 再將上述配制的溶液、氨絡(luò)合劑（氨水溶液）和沉淀劑氫氧化鈉一起，并流加入 裝有未包覆的普通球形氫氧化鎳和去離子水、氨水配成的懸浮液中，在帶攪拌的反應(yīng)釜 中進(jìn)行鈷沉淀包覆反應(yīng)，反應(yīng)體系中鈷元素的摩爾數(shù)與所球形氫氧化鎳的摩爾比控制為 0. 12 : 1;反應(yīng)的pH值控制在10. 2?10. 7,氨水溶度為12g/L?20g/L，反應(yīng)時反應(yīng)釜的 轉(zhuǎn)速控制在l〇〇r/min，反應(yīng)體系的溫度控制在55°C?60°C，反應(yīng)體系的固體總含量控制在 120g/L?140g/L，反應(yīng)時間為6小時；
[0055] 將沉淀反應(yīng)完成后的料漿經(jīng)過濾后采用常溫下的去離子水洗滌至pH值為9. 0,再 在70°C溫度下烘干；
[0056] 將洗滌、烘干后的產(chǎn)物加入到氧化反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉溶液并通入氧氣，氫氧 化鈉溶液濃度為45wt%，氫氧化鈉溶液和球鎳的重量比為0. 12 : 1，氧氣流量為2L/min， 使球形氫氧化鎳表面形成的包覆層被氧化；再對氧化后的物料用去離子水洗滌至pH值為 9. 5,并在110°C溫度下烘干，即得到表面包覆鈷的氫氧化鎳材料。
[0057] 對比上述實(shí)施例和對比例所得產(chǎn)品，各自的性能測試見下表1 :
[0058] 表1 :本發(fā)明實(shí)施例與對比例所制得的復(fù)合材料產(chǎn)品的性能測試對比
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，其特征在于：所述復(fù)合材料為包含內(nèi)核和外包層 核殼型結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)核為球形氫氧化鎳，所述外包層主要為均勻包覆的含鈰和鈷的氫氧化 物，所述氫氧化鎳與鋪元素的摩爾比為1 : 0. 007?0. 056,所述氫氧化鎳與鈷元素的摩爾 比為 1 : 0· 025 ?0· 125。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料，其特征在于：所述復(fù)合材料的 平均粒徑控制在8?16微米，粉體阻抗在1?6 Ω。
3. -種鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：將三價鈰鹽和鈷鹽溶 解配制成混合鹽溶液，再選擇與所述三價鈰鹽和鈷鹽絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑先與所述 混合鹽溶液混合，得到混合溶液；將所述混合溶液與沉淀劑加入到含球形氫氧化鎳的溶液 中進(jìn)行鈰鈷均勻共沉淀反應(yīng)，并在球形氫氧化鎳表面形成包覆層，再通過洗滌、烘干、氧化 制備得到鈰鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述混合溶液中三價鈰鹽與鈷鹽的 摩爾比控制為0.2?0.6 : 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸，所述絡(luò) 合劑與混合溶液中鈰、鈷的總摩爾數(shù)之比為0.04?0.30 : 1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述均勻共沉淀反應(yīng) 過程中，反應(yīng)體系中鋪、鈷元素的總摩爾數(shù)與所述球形氫氧化鎳的摩爾比控制為0. 04? 0· 15 : 1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述均勻共沉淀反應(yīng) 過程中，反應(yīng)的pH值控制在8. 0?10. 0,反應(yīng)時的轉(zhuǎn)速控制在80r/min?160r/min，反應(yīng) 體系的溫度控制在40°C?70°C，反應(yīng)體系的固體總含量控制在80g/L?150g/L，反應(yīng)時間 為4?10小時。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述洗滌、烘干主要是 指：將均勻共沉淀反應(yīng)完成后的料漿經(jīng)過濾后采用常溫下的去離子水洗滌至pH值為7. 5? 9. 5,再在60°C?100°C溫度下烘干。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述氧化主要包括： 將所述洗滌、烘干后的產(chǎn)物加入到氧化反應(yīng)器中，加入氫氧化鈉溶液并通入氧氣，氫氧化 鈉溶液濃度為40wt %?60wt %，氫氧化鈉溶液和球形氫氧化鎳的質(zhì)量比控制為0. 08? 0. 15 : 1，氧氣流量為1. 5?4L/min，使球形氫氧化鎳表面形成的包覆層被氧化；再對氧化 后的物料用去離子水洗滌至pH值為8. 5?10. 5,并在80°C?120°C溫度下烘干，即得到鈰 鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料。
10. -種如權(quán)利要求1或2所述的或者如權(quán)利要求3?9中任一項(xiàng)制備方法制得的鈰 鈷包覆氫氧化鎳復(fù)合材料作為改善鎳氫電池高溫性能的正極儲能材料的應(yīng)用。
【文檔編號】H01M4/36GK104143638SQ201410351399
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】張海艷, 周勤儉, 甘勝, 徐浩, 胡志兵, 孫卓, 覃事彪, 張臻, 彭紅豐 申請人:長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司, 金馳能源材料有限公司