儲氫合金粉的處理方法
2023-06-01 21:08:56 1
專利名稱：儲氫合金粉的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種電池材料的製備方法，具體涉及一種將儲氫合金粉進行進一步處理得到性能更佳的儲氫合金粉的方法。
背景技術：
儲氫合金粉是生產鹼性鎳氫電池的關鍵材料之一，其化學成分為鑭(La)和鎳(Ni)的合金，為提高材料導電性和降低粉化和氧化，傳統的處理辦法是採用在儲氫合金粉表面包覆金屬鎳或金屬銅，這樣降低了氫合金粉的容量密度，降低了儲氫電池負極物質的有效容量，而傳統的處理辦法還有在電極製造過程中酸鹼處理等，都達不到防止電極粉化或氧化的效果。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有的儲氫合金粉所存在的缺點，提供一種將現有的儲氫合金粉作進一步處理，得到一種高功率長壽命的儲氫合金粉。用這種材料製造高功率儲氫電池具有充放電循環壽命長，大電流放電性能好，放電平臺電壓高，適用於電子、通訊，信息特別是電動工具、電動汽車、電動自行車、電動摩託車等行業。
本發明的目的可以通過以下措施達到一種儲氫合金粉的處理方法，其特徵在於包括以下步驟A、將摩爾百分濃度10～30％的NaOH水溶液與摩爾百分濃度10～30％的NaBH4水溶液混合，製成鹼處理混合液；B、將待處理的儲氫合金粉加入到上述步驟所得的鹼處理混合液中，在40～80℃下通入頻率為1000～9000MHz的微波1～30分鐘；C、微波處理結束後，將上述鹼處理混合液與處理過的儲氫合金粉過濾、洗滌、乾燥、粉碎，得到處理過的儲氫合金粉。
步驟B中通入的微波的頻率優選為2000～6000MHz；通入的微波的時間優選為1～10分鐘。
微波處理結束後具體處理方法為將鹼處理混合液過濾，水洗至無鹼液，再過濾，真空離心，在40～60℃下真空乾燥1～3小時，再粉碎過篩，取74μm以下的顆粒，抽真空包裝儲存。
合金材料按一定的配比經真空感應熔煉，燒結退火，真空球磨粉碎，過篩後，製得符合傳統鎳氫電池用儲氫合金粉，但是要滿足高功率性能的鎳氫電池還需要進行儲氫合金粉末的再處理。本發明採用在氫氧化鈉加硼氫化鈉的混合液，輔以微波和加溫，使經過處理的儲氫合金粉性能更穩定，達到儲氫合金粉表面活性的最大化，防止了儲氫合金粉在儲存和使用過程的粉化和氧化，提高了電池的循環壽命和電池容量以及放電平臺電壓。
本發明在鹼液條件下，輔以微波，使儲氫合金粉離子的內部深處得到加熱，而在鹼液條件下，水分子顯極強的極性，是吸收微波優良的介質。由極性分子組成的鹼溶液，能很好的吸收微波能量。克服了常規加熱(如電熱蒸汽，熱風等)的熱傳導過程，(即從物質表面逐步深入中心的過程)，而微波的透射性能使物料內外介質同時受熱。微波鹼處理能使儲氫合金粉中所含鎳原子能快速均勻的富集到每個離子的表面，而不僅是電極的幾何表面，這樣提高了電極的導電性，降低了材料的粉化和氧化，增加了材料的穩定性，提高了電池循環壽命。
本發明的優點是1.本發明採用氫氧化鈉加硼氫化納鹼處理混合液對待處理儲氫合金粉進行處理，不是對電極處理，而是對材料離子處理，改變了傳統包覆鎳，包覆銅而導致電極容量降低的方法。
2.本發明在鹼處理液的處理過程的同時施予微波作用，使儲氫合金粉顆粒在微波狀態快速均勻深度加熱，在每個粒子表面能快速形成鎳的包覆，提高了電極導電性，防止了電極氧化和粉化，降低了電池內阻，提高了電池的大電流放電性能、放電電壓平臺以及循環壽命。
3.本發明處理方法簡單，反應均勻，工藝參數容易控制。
具體實施例方式
實施例1稱取100g待處理儲氫合金粉，在攪拌條件下，緩慢均勻加入到摩爾百分比為15％的氫氧化鈉水溶液和摩爾百分比為14％的硼氫化納鹼水溶液組成的處理混合液中，加熱到75℃。
通入頻率為2500MHz的微波20分鐘後過濾，用去離子水洗至中性或PH值6，然後過濾，真空離心，再在40～60℃真空乾燥1～3h，經粉碎過篩≤74μm，製成高功率長壽命儲氫合金粉。
實施例2稱取100g待處理儲氫合金粉，在攪拌條件下，緩慢均勻加入到摩爾百分比為20％的氫氧化鈉水溶液和摩爾百分比為20％的硼氫化納鹼水溶液組成的處理混合液中，加熱到60℃。
通入頻率為4500MHz的微波10分鐘後過濾，用去離子水洗至中性或PH值6，然後過濾，真空離心，再在40～60℃真空乾燥1～3h，經粉碎過篩≤74μm，製成高功率長壽命儲氫合金粉。
實施例3稱取100g待處理儲氫合金粉，在攪拌條件下，緩慢均勻加入到摩爾百分比為25％的氫氧化鈉水溶液和摩爾百分比為25％的硼氫化納鹼水溶液組成的處理混合液中，加熱到45℃。
通入頻率為5500MHz的微波3分鐘後過濾，用去離子水洗至中性或PH值6，然後過濾，真空離心，再在40～60℃真空乾燥1～3h，經粉碎過篩≤74μm，製成高功率長壽命儲氫合金粉。
用本發明實施例2所製得的儲氫合金粉製成電池負極，用球形氫氧化鎳製成電池正極，以氫氧化鉀溶液為電解液、聚丙烯無紡布為隔膜裝配成D型8500mAh高功率長壽命電池。
D型8500mAh高功率長壽命電池充電72分鐘，85A放電到終止電壓1.0V/只，放電時間大於5分鐘，放電電壓在1.2V以上的放電容量為額定容量90％以上。按相關國家標準充放電循環，電池循環壽命達1000次以上。
用未經處理的儲氫合金粉製成電池負極，用球形氫氧化鎳製成電池正極，以氫氧化鉀溶液為電解液、聚丙烯無紡布為隔膜裝配成D型(8.5Ah)電池。
D型(8.5Ah)電池充電72分鐘，85A放電到終止電壓1.0V/只，放電時間大於4.8分鐘，放電電壓在1.2V以上的放電容量為額定容量80％以上。按相關國家標準充放電循環，在1C時電池循環壽命達200次。
權利要求
1.一種儲氫合金粉的處理方法，其特徵在於包括以下步驟A、將摩爾百分濃度10～30％的NaOH與摩爾百分濃度10～30％的NaBH4混合，製成鹼處理混合液；B、將待處理的儲氫合金粉加入到上述步驟所得的鹼處理混合液中，在40～80℃下通入頻率為1000～9000MHz的微波1～30分鐘；C、微波處理結束後，將上述鹼處理混合液與處理過的儲氫合金粉過濾、洗滌、乾燥、粉碎，得到處理過的儲氫合金粉。
2.根據權利要求1所述的儲氫合金粉的處理方法，其特徵在於步驟B中通入的微波的頻率為2000～6000MHz。
3.根據權利要求1所述的儲氫合金粉的處理方法，其特徵在於步驟B中通入的微波的時間為1～10分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種儲氫合金粉的處理方法，包括以下步驟將摩爾百分濃度10～30％的NaOH與摩爾百分濃度10～30％的NaBH
文檔編號B22F1/00GK101078095SQ200710024529
公開日2007年11月28日 申請日期2007年6月21日 優先權日2007年6月21日
發明者費揚 申請人:江蘇奇能電池有限公司