專利名稱：用于堿性蓄電池的基材、其制備方法和堿性蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的用于堿性蓄電池，如鎳-鎘蓄電池和鎳-金屬氫化物蓄電池的鎳正極。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的用作這些電池的電極基體的燒結(jié)鎳基材。
一般來(lái)說(shuō)，用于在短時(shí)間內(nèi)以大電流放電和充電的堿性蓄電池，即用于所謂的高速充電和放電的蓄電池的正極板是燒結(jié)鎳電極，其內(nèi)電阻低并且具有優(yōu)良的循環(huán)壽命特征。這種燒結(jié)鎳電極是如下制備的。一種用作活性材料載體的燒結(jié)鎳多孔板基材是通過(guò)在芯材上涂覆羰基鎳粉，接著在高溫下燒結(jié)制備的。再將這種基材浸漬在鎳鹽，如硝酸鎳的酸性溶液中。接著將該基材浸漬在堿性水溶液中，以使?jié)B透到孔中的鎳鹽轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳。上述一系列活性材料的填充操作可重復(fù)幾次，直至得到所需量的活性材料。
重復(fù)填充操作的原因是一次活性材料的填充操作不足以得到所需量的活性材料。因此，所需量的活性材料要通過(guò)重復(fù)幾次填充操作來(lái)填充。眾所周知，為了提高將活性材料填充到基材中的效率，要減少填充操作的次數(shù)并因此簡(jiǎn)化電極的生產(chǎn)步驟，提高鎳鹽，如硝酸鎳在其水溶液中所采用的濃度，從而提高通過(guò)一次填充操作填充到基材中的活性材料的量。
可以通過(guò)將水溶液加熱到高溫來(lái)保持在硝酸鎳其水溶液中有高濃度，從而提高了鹽的溶解性，并使溶液的比重達(dá)到1.7～1.8。
但是，這樣高濃度的硝酸鎳水溶液pH低，并且由于其高溫而對(duì)金屬有很高的腐蝕性。當(dāng)將燒結(jié)鎳基材長(zhǎng)時(shí)間浸漬在這種溶液中，構(gòu)成基材的鎳金屬會(huì)通過(guò)腐蝕進(jìn)入溶液，并且會(huì)降低作為燒結(jié)體的機(jī)械強(qiáng)度。
因此，當(dāng)采用由受過(guò)上述處理的燒結(jié)鎳基材構(gòu)成的正極板的電池重復(fù)進(jìn)行充電和放電時(shí)，由于放電-充電反應(yīng)伴隨著活性材料的膨脹和收縮，機(jī)械強(qiáng)度較低的基材會(huì)部分地?fù)p壞和/或由于活性材料的膨脹而變寬，并且因此鎳電極很容易膨脹。結(jié)果，膨脹正極板的孔體積增大，在隔板中的電解質(zhì)會(huì)進(jìn)入到變大的孔中，相應(yīng)地減少了隔板中電解質(zhì)的量。
結(jié)果，隔板缺乏電解質(zhì)，這就增大了電池反應(yīng)時(shí)的電阻并會(huì)破壞放電的特性。上述現(xiàn)象隨著電池的充電-放電循環(huán)會(huì)繼續(xù)，最終嚴(yán)重破壞電池容量。
在最近幾年，急需能量密度更高的電池，因此需要采用大空隙度的燒結(jié)鎳基材。因此，已嘗試通過(guò)采用高空隙度的基材來(lái)獲得高能量密度，這種基材的孔部分比例高，它是通過(guò)減少所采用的鎳量、將這種基材在高溫高濃度鎳鹽水溶液中浸漬，來(lái)提高活性材料的填充量，并且進(jìn)行幾次上述填充操作而制備的。
但是，由于構(gòu)成這種基材的鎳量小，燒結(jié)基材的機(jī)械強(qiáng)度低。而且，由于采用了腐蝕性的高溫酸性鎳鹽水溶液，即使少量的腐蝕鎳燒結(jié)體的薄骨架的機(jī)械強(qiáng)度也很容易被破壞，并且通過(guò)這種方法制備的電極耐用性差。因此，當(dāng)采用這種電極來(lái)制備能量密度高的堿性蓄電池時(shí)，這種電池容易在電池的充電-放電循環(huán)中容量被明顯破壞。
為了解決上述問(wèn)題，在JP-59-96659中已建議為了防止基材的腐蝕，可在氧氣中高溫加熱基材，在燒結(jié)鎳基材的燒結(jié)鎳表面上形成抗氧化的鎳氧化物。但是，這種方法也存在問(wèn)題。當(dāng)形成的氧化鎳量少時(shí)，起不到充分防止腐蝕的作用，并且不能夠充分抑制基材的腐蝕。相反，當(dāng)形成的氧化鎳的量增大時(shí)，基材的腐蝕可以被抑制，但是由于氧化鎳本身導(dǎo)電性差，這種增加導(dǎo)致在活性材料和基材之間存在半導(dǎo)體或者非導(dǎo)體，并因此大大降低了在二者之間的導(dǎo)電性。結(jié)果，當(dāng)用在電極中時(shí)，活性材料的利用系數(shù)低。
JP-63-216268公開了一種通過(guò)在基材表面上形成氧化鈷層來(lái)防止燒結(jié)鎳基材本身腐蝕的方法。但是，在這種方法中，必須加入相當(dāng)量的氧化鈷來(lái)充分抑制基材的腐蝕，而當(dāng)鈷的量小時(shí)，會(huì)形成不完整的涂層，不能夠有效地防止腐蝕。
因此，為了使氧化鈷層有效地防止燒結(jié)基材的腐蝕，不帶有縫隙緊密地涂覆整個(gè)燒結(jié)鎳多孔板基材，包括其內(nèi)骨架和外骨架是重要的。當(dāng)氧化鈷層在某一部分有針孔時(shí)，基材骨架的腐蝕會(huì)從這部分開始。在燒結(jié)鎳基材中，即使一部分被腐蝕，基材的電位也會(huì)降低到鎳溶解的電位，腐蝕會(huì)在整個(gè)基材上發(fā)生。
例如，一種用氧化鈷層涂覆燒結(jié)鎳基材表面的方法包括在燒結(jié)鎳基材的表面上形成微粒狀氫氧化鈷，再將這種氫氧化物通過(guò)熱處理轉(zhuǎn)變成氧化鈷。由于在這種方法中反應(yīng)是在顆粒狀態(tài)進(jìn)行，在氧化鈷層上必然形成針孔。這樣燒結(jié)鎳基材會(huì)從該氧化層的針孔部分開始腐蝕。如果不將會(huì)不利地影響生成基材的電學(xué)性質(zhì)，特別是電壓特性的大量氧化鈷附著在基材上，就不能夠有效地保護(hù)燒結(jié)鎳基材不被腐蝕。
另一種用于形成氧化鈷層的方法包括將燒結(jié)鎳基材浸漬在鈷鹽，如硝酸鈷的酸性水溶液中，接著進(jìn)行干燥，再將基材浸漬在堿性水溶液中，以將鈷鹽轉(zhuǎn)變成氫氧化鈷，接著將基材加熱以進(jìn)行氫氧化物的氧化反應(yīng)。通過(guò)這種方式，在構(gòu)成燒結(jié)鎳基材的鎳表面上可以形成氧化鈷層，但是形成的氧化物層有時(shí)是不均勻的并且有針孔。而且，采用酸性鈷鹽水溶液會(huì)在浸漬和后面的干燥步驟中腐蝕鎳燒結(jié)體。
本發(fā)明的主要目的是提供一種克服上述缺陷的堿性蓄電池，它通過(guò)防止燒結(jié)鎳基材腐蝕而具有良好的正極活性材料的利用系數(shù)，不會(huì)在放電時(shí)顯著降低工作電壓，同時(shí)提高其導(dǎo)電性并將采用所得的基材的電極用于堿性蓄電池。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了一種基材作為用作正極基體的燒結(jié)鎳多孔板基材，該基材的燒結(jié)鎳表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并且在這種氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳基材，其中這種燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并且在該氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層(cobalt oxyhydroxide)。
通過(guò)在構(gòu)成燒結(jié)基材的燒結(jié)鎳表面上形成氫氧化鎳涂層，能夠有效地防止鎳骨架的腐蝕，并且可以在氫氧化鎳涂層的外面形成氫氧化正鈷層的步驟中采用強(qiáng)腐蝕性的鈷鹽。而且，由于最外層表面具有氫氧化正鈷層，改進(jìn)了生成基材的導(dǎo)電性。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種用于堿性蓄電池的鎳正極，它是通過(guò)將燒結(jié)鎳多孔板基材進(jìn)行一系列的活性材料填充操作來(lái)制備的，其中構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并再在該涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層，所說(shuō)的操作包括將基材浸漬在鎳鹽的酸性水溶液中，接著進(jìn)行干燥，再將基材浸漬在堿性水溶液中以將鎳鹽轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳。
由于采用了具有優(yōu)良耐腐蝕性的燒結(jié)鎳多孔板基材，填充操作可以采用高濃度高溫水溶液進(jìn)行多次，這樣就可得到具有高填充密度的鎳正極。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種基本上由上述鎳正極、負(fù)極、隔板和堿性電解質(zhì)構(gòu)成的堿性蓄電池。正極包括填充了活性材料的燒結(jié)鎳多孔板基材，構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，在氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
由于采用了具有優(yōu)良耐腐蝕性和導(dǎo)電性的燒結(jié)鎳多孔板基材，可以防止基材的腐蝕，同時(shí)保持良好的導(dǎo)電性，而放電時(shí)的工作電壓不會(huì)大大降低，并且可更好地利用正極活性材料。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳基材的方法，它包括將燒結(jié)鎳多孔板基材在堿性水溶液中進(jìn)行正極氧化反應(yīng)，以在燒結(jié)鎳的表面上形成一個(gè)氫氧化正鎳涂層，再在該氫氧化正鎳的表面上附著鈷鹽，同時(shí)將鈷鹽進(jìn)行堿性轉(zhuǎn)變處理，并且同時(shí)通過(guò)氫氧化正鎳和氫氧化鈷之間的氧化還原反應(yīng)將氫氧化正鎳涂層轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳涂層并在該氫氧化鎳涂層的外面形成氫氧化正鈷層來(lái)進(jìn)行鈷鹽的堿性轉(zhuǎn)變反應(yīng)。
因此，通過(guò)在構(gòu)成燒結(jié)基材的鎳表面上形成氫氧化正鎳涂層，可有效地防止基材的鎳骨架在形成氫氧化正鈷層的步驟中被腐蝕。而且，該氫氧化正鎳涂層將鈷的酸基離子吸引到其外面，同時(shí)進(jìn)行氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，從而將氫氧化正鎳涂層轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳涂層，并且在該氫氧化鎳涂層的外面形成一個(gè)均一的氫氧化正鈷層。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的燒結(jié)鎳基材的截面簡(jiǎn)圖。
圖2是表示在本發(fā)明實(shí)施例中構(gòu)成燒結(jié)鎳基材的燒結(jié)鎳粉末表面的放大簡(jiǎn)圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的鎳鎘蓄電池的部分截面圖。
圖4是表示在對(duì)比實(shí)施例中構(gòu)成燒結(jié)鎳基材的燒結(jié)鎳粉末表面的放大簡(jiǎn)圖。
圖5是表示浸漬在硝酸鎳水溶液中基材的浸漬時(shí)間和基材電位的關(guān)系圖。
圖6是表示相應(yīng)電池的放電容量和充電-放電循環(huán)次數(shù)的圖。
下面參考實(shí)施例和附圖詳細(xì)上面本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例在由厚度為60微米的鍍鎳鐵板形成的多孔導(dǎo)電芯材1的兩個(gè)表面上涂覆主要由鎳粉2構(gòu)成的漿料。干燥該涂覆板，再進(jìn)行將該板保持在1000℃的還原性氣氛中5分鐘的燒結(jié)處理來(lái)燒結(jié)鎳粉末2。這樣就制備了空隙度約為85％的燒結(jié)鎳基材。
將燒結(jié)鎳基材浸漬在濃度為25％液體溫度為80℃的氫氧化鈉水溶液中。通過(guò)將燒結(jié)基材作為陽(yáng)極和將鎳板與其相對(duì)作為陰極進(jìn)行電解，在10分鐘產(chǎn)生0.3伏的電解電壓(vs.Ag/AgCl)，在燒結(jié)鎳粉末2的表面上形成氫氧化正鎳涂層。接著用水清洗基材去除氫氧化鈉水溶液并進(jìn)行干燥。最后將基材浸漬在液體溫度為25℃、比重為1.05、pH為2的硝酸鈷水溶液中10分鐘，再在80℃完全干燥，浸漬在液體溫度為80℃濃度為25％的氫氧化鈉水溶液中，再在不去除氫氧化鈉水溶液的情況下在100℃干燥30分鐘。再用水充分洗滌基材去除氫氧化鈉水溶液之后進(jìn)行干燥。這樣就制備了本發(fā)明實(shí)施例中的燒結(jié)鎳基材3。圖1表示基材3的截面簡(jiǎn)圖。
在制備上述燒結(jié)基材3的步驟中，通過(guò)燒結(jié)鎳粉末2的表面的陽(yáng)極氧化形成的氫氧化正鎳涂層吸引存在于氫氧化鈉水溶液中的鈷的酸基離子，并由于氧的介入而參與氧化還原反應(yīng)，通過(guò)還原反應(yīng)該涂層轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳涂層4。另外，在該氫氧化鎳涂層4的外面，通過(guò)均一的氫氧化鈷膜的氧化反應(yīng)形成了具有高耐腐蝕性的氫氧化正鈷層5。
在上述實(shí)施例中，采用液體溫度為80℃的氫氧化鈉水溶液進(jìn)行燒結(jié)鎳基材的正極氧化反應(yīng)。液體溫度優(yōu)選地為70～90℃。陽(yáng)極氧化反應(yīng)在電解電壓為0.3V(vs.Ag/AgCl)情況下進(jìn)行10分鐘。電解電壓優(yōu)選地是0.1～0.5V，電解時(shí)間優(yōu)選地為5～30分鐘。
圖2是構(gòu)成燒結(jié)鎳基材3的燒結(jié)鎳粉末2的部分的放大簡(jiǎn)圖。
如圖2所示，燒結(jié)鎳粉末2的表面被氫氧化鎳涂層4覆蓋，在該涂層4的外面再形成一個(gè)沒(méi)有針孔不脫落的氫氧化正鈷層5的均一膜。
采用透射式電子顯微鏡進(jìn)行的燒結(jié)基材3的試驗(yàn)表明上述氫氧化鎳涂層4的厚度為30埃，上述氫氧化正鈷層5的厚度是0.08微米。
將燒結(jié)基材3進(jìn)行一系列的活性材料填充操作，包括將該基材浸漬在液體溫度為80℃、比重為1.75、pH為1.5的硝酸鎳水溶液中，在80℃將其充分干燥，再將其浸漬在液體溫度為80℃濃度為25％的氫氧化鈉水溶液中，以將鎳鹽轉(zhuǎn)變成活性材料的氫氧化鎳，然后用水將其充分洗滌，去除堿性溶液，接著進(jìn)行干燥。填充操作可以重復(fù)5次，來(lái)制備鎳正極6。用正極6、含有鎘作為主要構(gòu)成材料的負(fù)極7、隔板8和堿性電解質(zhì)來(lái)制備標(biāo)稱容量為1.2Ah的鎳-鎘蓄電池9。在圖3中表示該電池9的部分截面圖。對(duì)比實(shí)施例1通過(guò)將鎳粉在還原性氣氛下燒結(jié)制備的空隙度約為85％的燒結(jié)鎳基材浸漬在液體溫度為25℃、比重為1.05的pH為2的硝酸鈷水溶液中10分鐘，在80℃充分干燥，再在液體溫度為80℃濃度為25％的氫氧化鈉水溶液中浸漬，在100℃干燥30分鐘，不去除氫氧化鈉水溶液。接著用水充分洗滌基材去除氫氧化鈉水溶液，再干燥得到燒結(jié)基材。圖4表示構(gòu)成燒結(jié)基材的燒結(jié)鎳粉末2的表面的放大簡(jiǎn)圖。如圖4所示，由于不均勻地附著在燒結(jié)鎳2表面的氫氧化鈷通過(guò)熱處理被轉(zhuǎn)變成氫氧化正鈷層5，在沒(méi)有附著氫氧化鈷的部分存在針孔11。
將上面得到的燒結(jié)基材重復(fù)5次與實(shí)施例相同的活性材料填充操作，得到鎳正極。由上述得到的正極、含有鎘作為主要構(gòu)成材料的負(fù)極、隔板和堿性電解質(zhì)制備標(biāo)稱容量為1.2Ah的鎳-鎘電池B。對(duì)比實(shí)施例2通過(guò)將鎳粉在還原性氣氛下燒結(jié)制備的空隙度約為85％的燒結(jié)鎳基材浸漬在液體溫度為25℃、比重為1.30的pH為2的硝酸鈷水溶液中10分鐘，在80℃充分干燥，再在液體溫度為80℃濃度為25％的氫氧化鈉水溶液中浸漬，在100℃干燥30分鐘，不去除氫氧化鈉水溶液。接著用水充分洗滌基材去除氫氧化鈉水溶液，再干燥得到燒結(jié)基材。
將燒結(jié)基材重復(fù)5次與實(shí)施例相同的活性材料填充操作，得到鎳正極。由上述得到的正極、含有鎘作為主要構(gòu)成材料的負(fù)極、隔板和堿性電解質(zhì)制備標(biāo)稱容量為1.2Ah的鎳鎘電池C。
將在實(shí)施例得到的燒結(jié)基材和在對(duì)比實(shí)施例1和2得到的燒結(jié)基材分別浸漬在液體溫度為80℃、比重為1.75、pH為1.5的硝酸鈷水溶液中，并檢測(cè)隨時(shí)間推移基材的電位變化，所得結(jié)果在圖5表示。
如圖5所示，在對(duì)比實(shí)施例1的基材中，燒結(jié)鎳粉末被從針孔滲入的硝酸鎳水溶液腐蝕，并且電位很快降低到鎳的溶解電位。如圖4所示，這是由于燒結(jié)鎳粉末2的表面被氫氧化正鈷層5不均勻地覆蓋，在該表面的一部分有針孔11存在。
可以認(rèn)為，在對(duì)比實(shí)施例2的基材中，燒結(jié)鎳粉末2的表面被大量的氫氧化正鈷覆蓋，殘留有很少的針孔，因此電位降低非常緩慢。另一方面，在本發(fā)明的基材中，可以認(rèn)為燒結(jié)鎳粉末的表面被氫氧化鎳4均勻覆蓋，沒(méi)有針孔，并且在其上覆蓋有氫氧化正鈷層5，因此電位基本上沒(méi)有變化。
在實(shí)施例制備的電池A和在對(duì)比實(shí)施例1和2制備的電池B和C分別在1.2A(1C)的電流下充電1.5小時(shí)，再放電直至最終電壓為1.0V，這種充電-放電循環(huán)被稱為一個(gè)循環(huán)，并且重復(fù)進(jìn)行充電-放電。圖6表示隨著重復(fù)充電-放電循環(huán)的次數(shù)每個(gè)電池放電容量的變化。
如圖6所示，電池B的容量從作為極限的150次循環(huán)很快降低。電池C的容量也從作為極限的350次循環(huán)很快降低。相反，本發(fā)明的電池A直到600次循環(huán)容量也沒(méi)有明顯降低。
下面分析這些結(jié)果。在對(duì)比實(shí)施例的電池B和C中，當(dāng)燒結(jié)鎳基材浸漬在強(qiáng)酸性硝酸鎳水溶液中時(shí)被腐蝕，并因此降低了燒結(jié)基材的機(jī)械強(qiáng)度。因此，當(dāng)重復(fù)充電-放電時(shí)，腐蝕的電極由于活性材料的膨脹和收縮而膨脹。因此，正極的孔體積增大，隔板中的電解液進(jìn)入擴(kuò)大的孔中，減少了隔板中本身的電解質(zhì)。結(jié)果隔板變得缺少液體，結(jié)果增大了隔板的電阻并降低了放電特性，因此破壞了電池的充電-放電循環(huán)的容量。另外，這種充電-放電循環(huán)特性隨鎳電極腐蝕的程度發(fā)生很大的變化。
相反，在本發(fā)明的電池A中，通過(guò)將燒結(jié)鎳基材在堿性溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化反應(yīng)，構(gòu)成燒結(jié)基材的燒結(jié)鎳粉末的表面被耐腐蝕性強(qiáng)的氫氧化正鎳層覆蓋。因此，即使在形成氫氧化正鈷層的步驟中，燒結(jié)體的鎳骨架也不會(huì)被腐蝕。另外，通過(guò)將正極氧化反應(yīng)得到的氫氧化正鎳層進(jìn)行不去除堿性水溶液的加熱處理，氫氧化正鎳通過(guò)其中存在于氫氧化鈉水溶液中的鈷的酸基離子和氧參與的氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳，并且在該氫氧化鎳層上再均勻地形成一個(gè)耐腐蝕性強(qiáng)的氫氧化正鈷層；這樣就可以采用少量的鈷制備耐腐蝕性強(qiáng)的基材。通過(guò)采用耐腐蝕性強(qiáng)的基材可制備堿性蓄電池，該電池在放電時(shí)工作電壓不降低，其更好地利用了活性材料。
在上述實(shí)施例中采用的燒結(jié)鎳基材中，粉末的表面被厚度為30埃的氫氧化鎳涂層覆蓋，并且在其上再形成一個(gè)厚度為0.08微米的氫氧化正鈷層。在本發(fā)明中，氫氧化鎳涂層的厚度優(yōu)選地小于氫氧化正鈷層的厚度，更優(yōu)選地為10～100埃。氫氧化正鈷層的厚度優(yōu)選地為0.05～0.2微米。
構(gòu)成用于實(shí)施例中的電池正極的燒結(jié)基材的燒結(jié)鎳粉末表面上覆蓋的氫氧化鎳涂層隨著電池的充電-放電周期性地轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳和氫氧化正鎳。
權(quán)利要求
1.一種用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳多孔板基材，其中構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在這種氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
2.一種用于堿性蓄電池的鎳正極，它是通過(guò)將燒結(jié)的鎳多孔板基材進(jìn)行一系列活性材料填充操作制備的，其中構(gòu)成這種基材的燒結(jié)鎳的表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在該涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層，所說(shuō)的填充操作包括將這種基材浸漬在鎳鹽水溶液中，干燥，再將基材浸漬在堿性水溶液中，以將鎳鹽轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳。
3.一種堿性蓄電池，包括鎳正極、負(fù)極、隔板和堿性電解質(zhì)，其中正極包括燒結(jié)鎳多孔板基材和填充于其中的活性材料，構(gòu)成該基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在該氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的堿性蓄電池，其中構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在該氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3記載的堿性蓄電池，其中氫氧化鎳涂層的厚度小于氫氧化正鈷層的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5記載的堿性蓄電池，其中氫氧化鎳涂層的厚度為10～100埃，氫氧化正鈷層的厚度為0.05～0.2微米。
7.一種堿性蓄電池，包括鎳正極、負(fù)極、隔板和堿性電解質(zhì)，其中正極包括燒結(jié)鎳多孔板基材和填充于其中的活性材料，并且構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在該氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層，該氫氧化鎳涂層是通過(guò)燒結(jié)鎳的表面在堿性水溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化反應(yīng)生成的氫氧化正鎳涂層形成的，在將附著在氫氧化正鎳涂層表面的鈷鹽進(jìn)行堿性轉(zhuǎn)變處理時(shí)，通過(guò)氫氧化正鎳涂層和氫氧化鈷之間的氧化還原反應(yīng)使氫氧化正鎳涂層被還原成氫氧化鎳涂層，并且通過(guò)在氫氧化鎳涂層外面形成的氫氧化鈷的氧化反應(yīng)形成氫氧化正鈷層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7記載的堿性蓄電池，其中構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在該氫氧化鎳涂層整個(gè)外面形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7記載的堿性蓄電池，其中氫氧化鎳涂層的厚度小于氫氧化正鈷層的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1記載的堿性蓄電池，其中氫氧化鎳涂層的厚度為10～100埃，氫氧化正鈷層的厚度為0.05～0.2微米。
11.一種堿性蓄電池，包括鎳正極、負(fù)極、隔板和堿性電解質(zhì)，其中正極包括燒結(jié)鎳多孔板基材和填充于其中的活性材料，構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在這種氫氧化鎳涂層的外面再形成一個(gè)氫氧化正鈷層，并且氫氧化鎳隨電池的充電和放電周期性地轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳和氫氧化正鎳。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的堿性蓄電池，其中構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳的整個(gè)表面被氫氧化鎳涂層覆蓋，并在該氫氧化鎳涂層整個(gè)外面形成一個(gè)氫氧化正鈷層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11記載的堿性蓄電池，其中氫氧化鎳涂層的厚度小于氫氧化正鈷層的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13記載的堿性蓄電池，其中氫氧化鎳涂層的厚度為10～100埃，氫氧化正鈷層的厚度為0.05～0.2微米。
15.一種用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳基材的制備方法，它包括將燒結(jié)鎳多孔板基材在堿性水溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化反應(yīng)，在構(gòu)成基材的燒結(jié)鎳表面上形成一個(gè)氫氧化正鎳涂層，再在該氫氧化正鎳的表面上附著鈷鹽，同時(shí)通過(guò)氫氧化正鎳和氫氧化鈷之間的氧化還原反應(yīng)來(lái)進(jìn)行鈷鹽的堿性轉(zhuǎn)化處理，將氫氧化正鎳涂層轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳涂層，并在該氫氧化鎳涂層的外面形成氫氧化正鈷層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15記載的用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳基材的制備方法，其中陽(yáng)極氧化反應(yīng)是在液體溫度為70～90℃的堿性水溶液中進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求15記載的用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳基材的制備方法，其中陽(yáng)極氧化反應(yīng)是通過(guò)采用燒結(jié)基材作為陽(yáng)極，鎳板作為陰極在0.1～0.5V(vs.Ag/AgCl)的電解電壓下電解5～30分鐘進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的用于堿性蓄電池的燒結(jié)鎳基材。這種燒結(jié)鎳多孔板基材的制備方法包括燒結(jié)鎳粉末的表面通過(guò)在堿性水溶液中進(jìn)行正極氧化反應(yīng)被氫氧化正鎳涂層覆蓋,再將鈷鹽附著在氫氧化正鎳涂層上,同時(shí)通過(guò)氫氧化正鎳和氫氧化鈷之間的氧化還原反應(yīng)對(duì)鈷鹽進(jìn)行堿性轉(zhuǎn)化處理;將氫氧化正鎳涂層轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳涂層并在該氫氧化鎳涂層的外面形成均勻的氫氧化正鈷層的膜。
文檔編號(hào)H01M4/66GK1202016SQ9810954
公開日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1998年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月3日
發(fā)明者丸田雅義, 大西正人, 吉井史彥, 梶川哲志 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社