一种碱性镍系二次电池正极材料的制备方法与流程

本发明属于碱性二次电池正极材料的制备技术领域，具体涉及一种碱性镍系二次电池铁正极材料的制备方法。

背景技术：

氢氧化镍由于具有出色的电化学性能，被广泛应用于碱性二次电池的正极活性材料，目前对其性能的改进主要从材料电化学角度出发，以添加剂的形式为主要手段进行掺杂，通常co和zn的使用比较常见。co添加剂的主要作用是增强电极导电性，降低欧姆极化，提高活性材料的利用率，抑制过充电时γ-ni(oh)2的形成，从而减少电极的膨胀。添加zn的作用是能降低镍电极的氧化还原电位，提高结构稳定性，有利于循环寿命，zn(oh)2能够抑制γ-niooh的形成，降低深度充放电循环时的容量衰退速度，提高析氧过电位。co、zn离子同时存在时有利于长期循环的稳定性。由于钴属于贵重金属价格较高，且在自然界中的存量有限，添加的量直接影响了大规模使用的成本和行业的可持续发展。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供了一种碱性镍系二次电池正极材料的制备方法，该方法采用廉价的锡替代昂贵的钴在氢氧化镍电极中使用，并且锡代钴有效抑制了碱性镍系二次电池正极的膨胀，同时有效提升了碱性二次电池的循环使用寿命。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种碱性镍系二次电池正极材料的制备方法，其特征在于具体过程为：将可溶性锡盐、可溶性锌盐和可溶性镍盐按比例溶于去离子水中，再将溶液加热至20~90℃并在持续搅拌的条件下加入沉淀剂进行沉淀反应，控制反应体系的ph值在8~14之间，持续搅拌0.5~2h后静置1~8h，然后将沉淀物洗涤、过滤、干燥后得到目标产物碱性镍系二次电池正极材料，该碱性镍系二次电池正极材料用于正极活性物质或添加剂，能够有效防止电极的膨胀变形，提高碱性二次电池的循环使用寿命，并提高电极的导电性。

进一步优选，所述可溶性锡盐为硫酸亚锡或氯化亚锡中的一种或多种；所述可溶性锌盐为硫酸锌、氯化锌或硝酸锌中的一种或多种；所述可溶性镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种或多种；所述沉淀剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液中的一种或多种。

进一步优选，所述碱性二次电池正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将硫酸镍、硫酸亚锡和硫酸锌按照元素摩尔比ni：sn：zn=1:0.03:0.02的比例溶于去离子水中，再将溶液加热至20~90℃并在持续搅拌的条件下以喷洒的形式加入2~4mol/l的氢氧化钠溶液或氨水溶液进行沉淀反应，控制反应体系的ph值在8~14之间，持续搅拌0.5~2h后静置1~8h，然后将沉淀物洗涤、过滤、干燥后得到目标产物碱性镍系二次电池正极材料同时含有zn(oh)2和sn(oh)2的ni(oh)2，该碱性镍系二次电池正极材料同时含有zn(oh)2和sn(oh)2的ni(oh)2用于正极活性物质或添加剂有效抑制了正极的膨胀，使电解液能够在极组内部均匀分布，减小极化，延长碱性镍系二次电池的使用寿命。

进一步优选，所述碱性二次电池正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：将氯化镍、氯化亚锡和氯化锌按照元素摩尔比ni：sn：zn=1:0.03:0.02的比例溶于去离子水中，再将溶液加热至20~90℃并在持续搅拌的条件下以喷洒的形式加入2~4mol/l的氢氧化钠溶液或氨水溶液进行沉淀反应，控制反应体系的ph值在8~14之间，持续搅拌0.5~2h后静置1~8h，然后将沉淀物洗涤、过滤、干燥后得到目标产物碱性镍系二次电池正极材料同时含有zn(oh)2和sn(oh)2的ni(oh)2，该碱性镍系二次电池正极材料同时含有zn(oh)2和sn(oh)2的ni(oh)2用于正极活性物质或添加剂有效抑制了正极的膨胀，使电解液能够在极组内部均匀分布，减小极化，延长碱性镍系二次电池的使用寿命。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明制备的新型碱性镍系二次电池正极材料能够有效防止电极的膨胀变形，提高碱性二次电池的循环使用寿命，提高电极导电性，降低电池的经济成本，更好地满足低成本商品化二次电池应用的要求。

附图说明

图1是加钴氢氧化镍电池和锡代钴镍正极电池的循环使用寿命对比曲线。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

将硫酸镍、硫酸亚锡和硫酸锌按照元素摩尔比ni：sn：zn=1:0.04:0.02的比例溶于去离子水中，再将溶液加热至20~90℃并在持续搅拌的条件下以喷洒的形式加入2~4mol/l的氢氧化钠溶液或氨水溶液进行沉淀反应，控制反应体系的ph值在8~14之间，持续搅拌0.5~2h后静置1~8h，然后将沉淀物洗涤、过滤、干燥后得到目标产物碱性镍系二次电池正极材料同时含有zn²⁺和sn²⁺的ni(oh)2。

实施例2

将氯化镍、氯化亚锡和氯化锌按照元素摩尔比ni：sn：zn=1:0.03:0.02的比例溶于去离子水中，再将溶液加热至20~90℃并在持续搅拌的条件下以喷洒的形式加入2~4mol/l的氢氧化钠溶液或氨水溶液进行沉淀反应，控制反应体系的ph值在8~14之间，持续搅拌0.5~2h后静置1~8h，然后将沉淀物洗涤、过滤、干燥后得到目标产物碱性镍系二次电池正极材料同时含有zn²⁺和sn²⁺的ni(oh)2。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。