[发明专利]一种贮氢合金粉的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种贮氢合金粉的表面处理方法。

背景技术

镍氢电池是近年来在贮氢合金技术和镉镍电池技术基础上发展起来的一种新型电池，作为一种新兴能源载体成为电池行业研究的热点，代表着碱性蓄电池的发展方向。由于镍氢电池具有比能量高、比功率高、可高倍率充放电、使用温度范围宽、使用安全、无记忆效应、不对环境造成污染等优点，因此被称为绿色电池。在能源紧张，环境污染的今天，镍氢电池显示出广阔的应用前景。

但是目前，镍氢电池在对需要大电流放电以及低温环境下作业的工具电池领域，还无法取代传统镍镉电池，其大电流放电性能、低温放电性能相对较差。

镍氢电池的大电流放电性能、低温放电性能较差的原因主要是作为镍氢电池的负极活性材料的贮氢合金粉的吸放氢速度较低。而贮氢合金粉的吸放氢速度一方面取决于其组成和制作工艺，另一方面也跟贮氢合金粉的表面性质相关。在贮氢合金粉的表面性质上，影响贮氢合金粉的吸放氢速度的因素主要是贮氢合金粉的比表面积。贮氢合金粉在相同粒径情况下，比表面积大的相应吸放氢速度也大，由该贮氢合金粉制成的电池的大电流放电性能、低温放电性能也相应提高。

通过减小贮氢合金粉的粒径可以增大其比表面积，但是，由于镍氢电池的电解液为强碱性电解液，贮氢合金粉的粒径过小时，存在耐腐蚀性大大降低的缺陷。因此，在保持贮氢合金粉粒径不变的前提下，增大其比表面积是一种有效的方法。

为此，CN 1206757C公开了一种改进用于可再充电的镍氢化物电池负极的贮氢合金粉末性质的方法，该方法包括的步骤有：使粉末化的合金原料通过与氢接触而氢化，氧化所得到的氢化物合金粉末，以及洗涤氧化后的粉末。其中，所述氢化通过使合金粉末与纯氢接触而进行氢化，然后通过与空气接触而进行氧化，所述氢化和氧化也可以通过使合金粉末与氢气和氧气的混合气体接触进行氧化。所述洗涤是通过碱性溶液进行洗涤。该方法通过氢化使贮氢合金粉表面形成微裂纹，通过氧化在合金粉表面形成氧化物，然后通过碱液腐蚀溶解氧化物，使合金粉表面变得凹凸不平，从而使得贮氢合金粉的比表面积增大。

但是，上述方法中，对贮氢合金粉进行氧化的效果不好，用该贮氢合金粉制得的电池在大电流放电性能以及低温放电性能上仍然较差，尤其是在2C(4000毫安)，3C(6000毫安)大电流放电中，放电容量较低。而且，上述方法的氢化需要在纯氢气气氛中进行，而氢气易燃易爆，因此处理过程中存在安全隐患。另外，该方法还提到所述氢化以及氧化步骤可以同时在含氢气和氧气混合气体的密闭容器中进行，而当氢气与氧气同时存在时存在爆炸极限，因此对设备以及条件的要求更加苛刻。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中镍氢二次电池大电流放电性能以及低温放电性能差的缺点，提供一种能提高镍氢二次电池大电流放电性能以及低温放电性能，并且处理工序简便、安全，处理时间短的方法。

本发明的发明人经研究发现，通过将所述贮氢合金粉与亚钴盐水溶液接触，得到混合液，再将该混合液与次磷酸盐接触时，由于次磷酸盐与亚钴离子进行氧化还原反应中会有氢气生成，该生成的氢气被合金粉吸收，使得合金粉晶格膨胀，表面产生微裂纹。与此同时，亚钴离子被还原为金属钴，包覆到贮氢合金粉的表面。而合金粉表面包覆的钴能在后续氧化过程中起到催化剂的作用，使得合金粉吸附氧气能力增强，因此，大大增强了氧化效果，从而能使与碱液接触后的合金粉的比表面积进一步增大，据此来提高贮氢合金粉的吸放氢速度，使得由该合金粉制成的镍氢电池的大电流放电性能以及低温放电性能大幅度提高。与此同时，相应氧化时间时间也减少，生产效率提高。

本发明提供了一种贮氢合金粉的表面处理方法，该方法包括将贮氢合金粉氧化，然后与碱液接触，其中，在氧化前，将所述贮氢合金粉和亚钴盐的水溶液的混合物与次磷酸盐接触。

采用本发明处理过的贮氢合金粉制成的电池在-10℃下的放电容量效率都在70％以上，而采用现有技术处理过的贮氢合金粉制成的电池仅为55％，因此，采用本发明处理过的贮氢合金粉制得的电池具有良好的低温放电性能。另外，采用本发明处理过的贮氢合金粉制成的电池分别在1C，2C，3C的大电流下放电的容量均比采用现有技术处理过的贮氢合金粉制成的电池要高。

附图说明

图1是未经处理过的厦门钨业产的型号为MM03200的贮氢合金粉用扫描电子显微镜放大500倍后的表面形貌图；

图2是经对比例1处理过的厦门钨业产的型号为MM03200的贮氢合金粉用扫描电子显微镜放大500倍后的表面形貌图；