专利名称：一种球形氢氧化镍的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氢氧化镍的制备方法，特别是涉及一种镍电池正极活性材料球形氢氧化镍的制备方法。
背景技术：
球形氢氧化镍是镍系列二次电池(镍氢、镍镉、镍锌电池等)的正极活性物质，目前其生产方法有缓冲溶液法、直接生成法、高压法、氧化法、树脂交换法、醇盐电解法等，其中的缓冲溶液法与其它方法比较，工艺原理简单，操作方法较简便，能耗小，对原料及设备的要求比较低，制备出的球形Ni(OH)2具有较高的堆积密度和电化学活性，是目前国内外球形Ni(OH)2生产中普遍采用的工艺方法。但该方法也有一个突出的缺陷工艺条件控制困难，致使各批次产品粒径分布不均匀，所以影响了镍电池质量的一致性，在镍电池作为动力源时，这种缺陷表现得尤为突出。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺条件控制较简单，从而可确保每个批次产品粒径分布均匀，且一致性良好的球形氢氧化镍的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的将反应物料加入到反应容器里，反应物料包括提供镍来源的溶液(命名为A液)，这种溶液可以是可溶性镍盐或是可溶性镍盐与可溶性钴盐的混合溶液或可溶性镍盐与可溶性锌盐的混合溶液；氨水和碱金属的氢氧化物溶液三种物料；反应物料在反应器中反应并收集半成品，加料、反应和收集是一个整体的连续过程，一个周期是22-24小时；再将周期内收集到的半成品陈化、洗涤、脱水、干燥，至此完成一个批次产品的制备。反应物流中提供镍来源的溶液中镍离子浓度1.7-2.2mol/l；氨水浓度7-10mol/L；碱金属的氢氧化物溶液浓度6-8mol/L；反应分为成核期和成长期两个阶段，成核期时，上述三种反应物料同时加入，且流量比为A液∶碱金属的氢氧化物溶液∶氨水＝1∶0.5-0.9∶0.1，成核时间为20-30分钟；成长期时上述三种反应物料同时加入且流量比为A液∶碱金属的氢氧化物溶液∶氨水＝1∶0.5-0.6∶0.1，温度为50-60℃，PH值为12.0-13.5。
本发明与现有缓冲溶液法相比，具有下述优点；(1)成核的数量及长大的程度，主要是通过控制反应物料的流量比以及反应时间，控制简单易行，有利于保证各个周期产品的粒径一致，克服了现有球镍行业“一致性缺陷”问题；(2)通过周期控制，使产品在控制的粒度范围之内，不至于长的过大，而损失部分比容量，从而提高的原材料的利用率；(3)产品松装密度可达1.6g/cm3以上，振实密度可达2.1g/cm3以上，比容量达275mAh/g以上，且由于粒径分布一致、各批次产品一致性良好，因而能充分满足镍氢电池特别是动力镍氢电池的需求。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。(碱金属氢氧化物实施例只有氢氧化钠、氢氧化钾，缺其他碱金属氢氧化物实施例，不允许，要么缩小保护范围)实施例1将三种反应物料硫酸镍、氨水和氢氧化钠加入到反应容器里，镍离子浓度2mol/l，氨水浓度8mol/L，氢氧化钠浓度7mol/L，上述三种反应物料同时加入且流量比是硫酸镍∶氢氧化钠∶氨水是1∶0.8-0.9∶0.1，控制成核时间为25分钟，之后，调整三种物料的流量比为1∶0.5-0.6∶0.1，并将温度控制在50-60℃，PH值为13，进入成长期，加料-反应-收集呈连续整体过程，维持这个过程24小时，此即为一个周期。之后再将一个周期内收集到的半成品陈化、洗涤、脱水、干燥，得球形氢氧化镍的产品，至此完成一个批次产品的制备。
实施例2将三种反应物料硫酸镍和硫酸钴的混合溶液、氨水和氢氧化钠加入到反应容器里，镍离子浓度1.7mol/l，氨水浓度7mol/L，氢氧化钠浓度6mol/L，上述三种反应物料同时加入且流量比是硫酸镍∶氢氧化钠∶氨水是1∶0.5-0.6∶0.1，控制成核时间为20分钟，之后，保持三种物料的流量比并将温度控制在50-60℃，PH值为12，进入成长期，加料-反应-收集呈连续整体过程，维持这个过程22小时，此即为一个周期。之后再将一个周期内收集到的半成品陈化、洗涤、脱水、干燥，得球形氢氧化镍的产品，至此完成一个批次产品的制备。
实施例3将三种反应物料氯化镍和氯化锌的混合溶液、氨水和氢氧化钾加入到反应容器里，镍离子浓度2.2mol/l，氨水浓度10mol/L，氢氧化钠浓度8mol/L，上述三种反应物料同时加入且流量比是硫酸镍∶氢氧化钠∶氨水是1∶0.8-0.9∶0.1，控制成核时间为30分钟，之后，调整三种物料的流量比为1∶0.5-0.6∶0.1，并将温度控制在50-60℃，PH值为13.5，进入成长期，加料-反应-收集呈连续整体过程，维持这个过程24小时，此即为一个周期。之后再将一个周期内收集到的半成品陈化、洗涤、脱水、干燥，得球形氢氧化镍的产品，至此完成一个批次产品的制备。
权利要求
1.一种球形氢氧化镍的制备方法，其特征在于反应物料包括三种，其一是可溶性镍盐或是可溶性镍盐与可溶性钴盐或可溶性锌盐的混合溶液A液，二是氨水，三是碱金属的氢氧化物溶液；A液中镍离子浓度1.7-2.2mol/l，氨水浓度7-10mol/L，碱金属的氢氧化物溶液浓度6-8mol/L；反应分为成核期和成长期两个阶段，成核期时，上述三种反应物料同时加入，且流量比为A液∶碱金属的氢氧化物溶液∶氨水为1∶0.5-0.9∶0.1，成核时间为20-30分钟；成长期时上述三种反应物料同时加入且流量比是A液∶碱金属的氢氧化物溶液∶氨水为1∶0.5-0.6∶0.1，温度为50-60℃，PH值为12.0-13.5，加料、反应和收集产品的整体连续过程的一个周期是22-24小时。
全文摘要
本发明公开了一种球形氢氧化镍的制备方法，该法是将镍离子浓度1.7－2.2mol/L，氨水浓度7－10mol/L，碱金属的氢氧化物溶液浓度6－8mol/L的三种物料加入到反应容器中；通过控制流量比及时间使反应经成核期和成长期两个阶段，控制完成一个加料－反应－收集的周期是22－24小时，之后将一个周期的半成品经陈化、洗涤、烘干，即得产品。本发明工艺控制较简单，制备出的产品粒径分布均匀，解决了长期以来存在的“一致性缺陷”的问题。
文档编号C01G53/04GK101062792SQ20061003158
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者张聚东, 陶维正, 唐振武, 戴桂中, 蒋素斌, 何亚登, 陈晓智, 邓美华, 彭伟才, 周小平 申请人:长沙力元新材料股份有限公司