[发明专利]一种动力型电池用合金粉表面处理方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种合金粉的表面处理方法，尤其是关于一种动力型电池电极用合金粉的表面处理方法。

背景技术

镍氢电池是近年来储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，作为一种新型能源载体成为电池行业研究的热点，代表着碱性电池的发展方向。由于镍氢电池具有比能量、比功率高、高倍率充放电性能、范围宽广的温度适用范围、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。

镍氢电池的负极活性材料为储氢合金，储氢合金粉的电化学性能对镍氢电池的各项性能有着重要的影响，因此，人们一直致力于提高贮氢合金粉的电化学性能。一般认为储氢合金性能的恶化主要有两种模式。①储氢合金的微粉化及表面氧化扩展到合金内部；②在储氢合金表面形成钝化膜，使合金失去活性。因此，对合金粉进行表面改性处理是提高合金或电极性能的有效手段。

目前，关于合金粉表面处理较典型的有下述几种：

氟化处理，利用弱酸中含氟离子水溶液中的氟离子与合金表面上能形成氟化物之间反应的原理。经氟化氢等氟化物处理过后的合金表现微观结构有很大变化。合金的活化，放电能力均得到一定的改善，但是其弱点就是经过氟化处理的电极其循环稳定性有所下降，不利于电池的长期使用。

表面化学镀镍或镀铜，它是通过在合金粉表面化学镀上一层镍或铜以提高合金的活性和耐蚀性。实验证明它是改善电极性能的有效方法，但是由于化学镀镍工艺复杂，增加了合金的成本，而这不适合应用于长期的工业生产中。

酸化处理法。用盐酸或硫酸溶液对储氢合金进行化学处理，以有效地去除储氢合金表层的氧化物，使之形成新的富镍表面层，达到活化合金的效果。但是这种方法同时会造成合金粉储氢容量的下降。

碱处理法。碱处理实际也是一个合金表面元素的氧化溶解和表面化学修饰过程，通过碱处理可以改善合金的动力学性能，提高倍率放电能力等。但是长时间的碱处理所造成的表面腐蚀凹痕和空洞会加速合金的腐蚀，反而降低了循环寿命。

因此，为了找到一种最佳的处理方法，大家都在不断地尝试。为此，CN101134240A公开了一种储氢合金的表面处理方法，该方法包括将储氢合金粉与含有次磷酸钠的溶液接触反应，该方法还包括在将储氢合金粉与含有次磷酸钠的溶液接触反应前先将储氢合金粉与含有镍离子的溶液接触。尽管该方法处理后的储氢合金的循环寿命有所改善，但是仍有待进一步提高以满足现代工业生产的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中镍氢动力电池高倍率放电性能和循环寿命的缺点，提供一种处理工序简单、全面、有效的动力型电池用合金粉表面处理方法，从而提高镍氢动力电池高倍率放电性能和循环寿命性能。

为了达到上述目的，本发明提供的具体合金粉表面处理如下：

一种动力型电池用合金粉表面处理方法，其步骤是：

第一步，将大颗粒的合金块处理至所需粒径得到待表面处理的合金粉；

第二步，第一步处理得到待表面处理的合金粉与参杂还原剂的碱处理液接触，经高温处理后，清洗，直至洗液pH值接近7为止。

所述合金粉为AB型储氢合金粉，可以是AB5、AB2、A2B3或A2B型号。

所述第一步，通过水球磨、气流磨或机件破碎的方法把大颗粒的合金块处理至所需微米级粒径，得到待表面处理的合金粉。优选采用气流磨的方式。本发明选择临时破碎大颗粒合金块的好处在于尽可能的减少待表面处理合金粉的表面氧化，尽可能提高合金活性。

所述第二步，碱处理液为氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钾中的一种或几种组成的混合碱液。优选由氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钾按照质量比0.70:0.25:0.05的比例制备而成的混合碱处理液。

所述第二步，碱处理液浓度为6-20mol/L，合金粉与碱处理液的用量比例为1:1-2公斤/L。

所述第二步，还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或次亚磷酸钠中的一种，还原剂与碱处理液的用量比例为0.03-0.1mol/L。

所述第二步，清洗采用去离子水清洗。

所述第二步，清洗采用双氧水清洗，双氧水溶液浓度为0.5%-3%，处理时间控制在1-10分钟之内。

所述第二步，碱处理液处理条件为温度控制在80-150℃，接触处理时间控制为20-240min。