[发明专利]一种Ni基电池材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池材料领域。

背景技术

近年来，随着通信、电动车等行业的快速发展，二次电池得到广泛应用，其中，镍氢电池和锂电池应用最广。镍基合金，如LaNi₅、CeNi₅、Ni₃Sn₂等，是较常用的电池材料。LaNi₅的工业制备方法为合金熔炼法，Ni₃Sn₂的制备方法有电沉积法、粉末烧结法等，这些方法共同点是首先需要用传统方法提取纯金属，流程长，污染重且成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低、无污染的Ni基电池材料制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种Ni基电池材料制备方法，包括阴极准备和电解反应两步骤；

阴极准备：将CeO₂、NiO、SnO₂粉末按制备CeNi₅或Ni₃Sn₂所需比例称重，混入2%的粘结剂，球磨后压制烧结，将烧结片作为阴极；

电解反应：熔盐采用CaCl₂，在马弗炉中缓慢升温至400℃，保温8h，冷却后放置在氧化铝坩埚中，置于反应器底部，在电解炉升温过程中，阴极和石墨碳棒悬在熔盐上方预热，同时通入氩气，熔盐温度达到850℃，将阴极和石墨碳棒插入熔盐中，通以直流电开始电解，电解时间11h，电解完成后将阴极产物取出，蒸馏水冲洗，常温干燥，得到成品。

所述阴极准备步骤中所述粘结剂为PVB，所述粉末混合加入粘结剂后在球磨机中湿磨3h，取出干燥后在30MPa下压制成圆片，在850℃下烧结5h。

所述电解反应步骤中将烧结片悬挂在铁铬铝丝上作为阴极，外围用铁铬铝丝包裹，采用WYK3010型直流稳压电源作为电解电源，电解过程控制电压为3.1v。

本发明具有如下有益效果：

方法简单、制备成本低、对环境无污染。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步的说明。

具体实施例：本发明所述制备方法包括两步骤：

阴极准备：将分析纯CeO₂、NiO、SnO₂粉末按制备CeNi₅或Ni₃Sn₂所需比例称重，混入2%的粘结剂（PVB），在球磨机中湿磨3h，取出干燥后在30MPa下压制成圆片，中间钻孔后在850℃下烧结5h，将烧结片悬挂在铁铬铝丝上作为阴极，外围用铁铬铝丝包裹，以增大电流密度，加快反应速率；

电解反应：熔盐采用分析纯CaCl₂，在马弗炉中缓慢升温至400℃，保温8h，冷却后放置在氧化铝坩埚中，置于反应器底部，在电解炉升温过程中，阴极和石墨碳棒悬在熔盐上方预热，同时通入氩气，熔盐温度达到850℃，将阴极和石墨碳棒插入熔盐中，通以直流电开始电解，控制电压为3.1v，将电解温度控制在3.2V以下，850℃下CeO₂、NiO、SnO₂的理论分解电压均低于熔盐的分解电压，因此可以实现金属氧化物的脱氧而不会造成熔盐分解，电解时间11h，电解完成后将阴极产物取出，用蒸馏水冲洗，常温下干燥，得到成品。

通过对电解产物进行XRD（X射线衍射）图谱分析，电解产物的衍射峰与CeNi₅和Ni₃Sn₂纯合金的标准图谱完全一致，表明电解后生成纯的CeNi₅或Ni₃Sn₂。

本发明实施例所述Ni基电池材料制备方法，相较于传统方法，过程简单，制备成本低，对环境无污染。

   以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。