球形氢氧化亚镍被广泛应用于碱性蓄电池领域中，本方法涉及一种控制球形氢氧化亚镍生长结构的操作方法，球形氢氧化亚镍结构特征用Ｘ－衍射测试图谱（ＸＲＤ）来表述，采用其中与电化学性能有最大关联的１０１峰半峰宽和００１峰Ｄ值两个指标。该控制球形氢氧化亚镍结构生成的操作方法，其目的在于通过用ＸＲＤ等测定方法控制１０１峰半峰宽和００１峰Ｄ值两个指标，实现对材料具有不同性质要求的需要。其指标通过调节球形氢氧化亚镍生长过程中的ｐＨ值控制、ＮＨ↓［３］含量控制、温度控制、时间控制、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ的比例的不同等工艺参数实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料领域，是一种用于碱性蓄电池用正极材料球形氢氧化亚镍制造过程中形成指定晶型结构的生产制造控制方法，实现对材料不同电化学特性要求的需要。
技术介绍
球形氢氧化亚镍通常是一种苹果绿色粉末物质，是β晶型，属于六方晶系具有层状结构。β-Ni(OH)2是一种比α相更为有序的晶体，它的结构与天然Mg(OH)2的结构是同晶型的，其结构可描述为呈六方紧密堆积的OH-层，沿c轴方向堆积，层面为Ni原子和具有八面体间隙氧原子组成的六方排列。主要用于碱性蓄电池的镍电极中作为活性材料，其晶型结构的不同，对电池的电化学容量、大电流充放电性能、自放电性能、循环寿命等电化学性能产生直接的影响。电池用球型氢氧化亚镍产品主要质量指标是：Ni、Co、Zn含量及Fe、Ca、Mg、Mn、Pb、Cu、Cd、SO42-、NO3-等杂质含量和松装密度、振实密度、比表面积、平均粒径、比容量等。通常人们在电池制备时采用不同性能的材料使电池的相关性能指标有所不同，从而能满足电池在不同用途时对性能指标的不同要求。为了能达到预定的电化学性能指标，在对主体活性物质——球形氢氧化亚镍的制备时，通过在制备球形氢氧化亚镍时控制PH值、反应浓度、加料速度、NH3浓度等不同的工艺指标，使产品满足电池对材料性能的不同要求。在不同的工艺条件下生成的产品，其产品的主体含量、杂质含量及比容量等质量指标基本相同，只有松装密度、振实密度、比表面积、平均粒径等质量指标稍微不同。显然，仅用常规的质量指标来指导和控制球形氢氧化亚镍的生产还不能够完全满足电池生产对球形氢氧化亚镍的电化学性能的要求。
技术实现思路
本专利技术是通过采用测试结构特征，了解球形氢氧化亚镍的结构在不同制备条件下的变化规律及与电化学性能的关系，从而能有效地控制球形氢氧化亚镍晶体结构的生成，制成具有预定电化学特性的碱性蓄电池用球形氢氧化亚镍，满足不同电池性能对球形氢氧化亚镍晶体结构的不同要求。结构特征测试可以采用X射线衍射(XRD)测定方法，测试球形氢氧化亚镍的结构特征可用XRD测试结果中的101峰半峰宽和001峰D值来表示。为实现上述目的，可以通过以下技术方案来实现：球形氢氧化亚镍采用掺杂硫酸镍溶液和氢氧化钠溶液化学共沉淀法来制造，工艺流程属-->于连续化的生产工艺，符合晶体成核与长大规律，但随着晶体生长的工艺条件(PH值控制、NH3含量控制、温度控制、平均停留时间及Ni、Co、Zn的比例)的不同，引起球形氢氧化亚镍晶体生长结构在一个范围内变化，变化表现为其XRD测试结果中的101峰半峰宽和001峰D值的变化。其变化规律如下：1.保证其他工艺参数不变，反应液的PH值控制在10.0-13.5，PH值与XRD测试图谱的101峰半峰宽从0.195-1.605呈一定正比线性关系，与001峰D值在一定范围内呈线性关系。2.保证其他工艺参数不变，反应液的NH3含量控制在0.2-0.6mol/L，NH3含量与XRD测试图谱的101峰半峰宽从1.425-0.628呈一定反比线性关系，与001峰D值在一定范围内呈线性关系。3.保证其他工艺参数不变，反应液的温度控制在30-70℃，温度与XRD测试图谱的101峰半峰宽和001峰D值在一定范围内呈线性关系。4.保证其他工艺参数不变，反应的平均停留时间控制在10-50h，时间与XRD测试图谱的101峰半峰宽和001峰D呈一定线性关系。5.保证其他工艺参数不变，硫酸镍溶液掺杂元素Ni、Co、Zn的比例为50-58∶0.5-4.5∶1.0-6.5(质量比)，与XRD测试图谱的101峰半峰宽和001峰D值在一定范围内呈线性关系。通过采用本专利技术的球形氢氧化亚镍生长结构的控制操作方法，工艺控制过程稳定，操作简单，可以有选择性制造出具有不同结构的球形氢氧化亚镍，来满足不同用途的电池有不同性能要求的需要。【具体实施方式】例一：配制2摩尔/升的硫酸镍与硫酸钴和硫酸锌的混合溶液，其中镍、钴、锌三种元素的质量比为58∶1∶3.5，配制12摩尔/升的氨水溶液和8.0摩尔/升的氢氧化钠溶液。硫酸镍、氢氧化钠和氨水三种溶液分别以258±5毫升/小时、130±2毫升/小时和16±0.5毫升/小时的流速同时加入4L的反应容器中，强烈搅拌，使反应的平均停留时间控制在10小时，满液后从溢流孔中溢流，调节氢氧化钠加液速度，维持反应容器中溶液的PH值为10.0±0.2，反应温度50℃，NH3含量控制在0.45mol/L。待反应溶液的状态稳定以后，收集溢流液，漂洗、烘干，得到样品，用于XRD测定。例二：除了控制氢氧化钠溶液流速132±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为10.5±0.2，-->其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。例三：除了控制氢氧化钠溶液流速134±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为11.0±0.2，其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。例四：除了控制氢氧化钠溶液流速136±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为11.5±0.2，其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。例五：除了控制氢氧化钠溶液流速138±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为12.0±0.2，其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。例六：除了控制氢氧化钠溶液流速142±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为12.5±0.2，其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。例七：除了控制氢氧化钠溶液流速144±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为13.0±0.2，其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。例八：除了控制氢氧化钠溶液流速146±2毫升/小时，维持反应容器中溶液的PH值为13.5±0.2，其他条件与实施例一同样的步骤获得测定的样品。在以上实施例子一、二、三、四、五、六、七和八中所得的球形氢氧化亚镍XRD测试101峰半峰宽和001峰D值在表1中示出。表1 测定的样品 制造工艺条件PH XRD测试值 101峰半峰宽 001峰D值 例一 10.0±0.2 0.195 4.5852 例二 10.5±0.2 0.346 4.5902 例三 11.0±0.2 0.558 4.6032 例四 11.5±0.2 0.7本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碱性蓄电池用正极材料球形氢氧化亚镍结构形成的控制方法，其特征在于通过采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）测定方法，控制球形氢氧化亚镍生产过程中生成的球形氢氧化亚镍晶体结构，使球形氢氧化亚镍具有所需要的电化学特性。
【技术特征摘要】
1.一种碱性蓄电池用正极材料球形氢氧化亚镍结构形成的控制方法，其特征在于通过采
用X射线衍射(XRD)测定方法，控制球形氢氧化亚镍生产过程中生成的球形氢氧化亚镍晶体
结构，使球形氢氧化亚镍具有所需要的电化学特性。
2.按...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐琛明，杨锴，朱亚萍，王兴威，沙永香，王兴成，
申请(专利权)人：江苏省新动力电池及其材料工程技术研究中心有限公司，江苏海四达集团有限公司，
类型：发明
国别省市：32[]
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