鎳具有磁性、導(dǎo)電性、高溫穩(wěn)定等性質(zhì)。制備成超細(xì)鎳粉具有極大的表面效應(yīng)和體積效應(yīng),在電性能、吸波、熱阻、光吸收、化學(xué)活性等方面表示出一系列特殊的性質(zhì),因而在電子漿料、金屬陶瓷化、屏蔽吸波材料、催化劑、電池材料等許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
生成方法
目前使用的纖維狀特種鎳粉都是采用羰基法生產(chǎn)的,該方法是在高溫高壓下進(jìn)行,羰基鎳在生產(chǎn)過(guò)程中易燃易爆,有毒、污染環(huán)境,且產(chǎn)品顆粒度只能達(dá)到微米級(jí),應(yīng)用范圍受限。而新型的Ni-Cd電池、Ni-MH電池、Li-Ion電池、特別是MCFC型燃料電池均需用大量的鎳粉:本發(fā)明的目的在于克服上述方法的不足之處,而提供一種鎳粉的制備方法。該方法安全可靠,無(wú)毒無(wú)污染;制備出的纖維狀鎳粉純度高、粒度小、比表面積大,滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)電池性能對(duì)鎳粉的需求,以提高現(xiàn)有的鎳氫電池的性能和發(fā)展燃料電池技術(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:在溶液中控制沉淀物的形貌和粒度,隨后在氣氛調(diào)控下將干燥后的沉淀物進(jìn)行熱分解而制得所需形貌和粒度的金屬粉末。
其特征在于:首先將可溶性鎳鹽溶液和復(fù)合沉淀劑溶液經(jīng)噴霧加料裝置分別從不同容器中并流加入反應(yīng)器中,在Ni2+-NH3-NH4+-Cl--C2O42--H2O體系進(jìn)行復(fù)合沉淀轉(zhuǎn)換,控制溫度為55~85℃,pH為7.0~9.0,料液中初始Ni2+濃度為0.4~1.2mol/l;然后將反應(yīng)完成后獲得的復(fù)合沉淀物經(jīng)過(guò)洗滌、過(guò)濾和干燥即為鎳粉前驅(qū)體;緊接著將鎳粉前驅(qū)體置入PID調(diào)節(jié)的電爐中,控制溫度為350~600℃,并在(H2+N2)的氣氛調(diào)控下進(jìn)行熱分解;再將熱分解完成后的鎳粉隨即進(jìn)行冷卻和表面防氧化處理至室溫,即為纖維狀納米級(jí)特種鎳粉。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果與現(xiàn)有技術(shù)相比,主要表現(xiàn)為:1.采用了沉淀轉(zhuǎn)化熱分解法,在常溫常壓下的Ni2+-NH3-NH4+-Cl--C2O42--H2O體系中進(jìn)行的鎳粉制備前驅(qū)體合成過(guò)程,以及后續(xù)的前驅(qū)體熱分解過(guò)程安全可靠、無(wú)毒無(wú)污染。
纖維狀鎳粉的表面處理是熱分解和表面處理兩過(guò)程一并完成:熱分解完成后隨即進(jìn)行冷卻和氣氛調(diào)控,實(shí)行粉末表面的防氧化處理,使熱分解和表面處理過(guò)程在同一裝置內(nèi)完成。
本發(fā)明生產(chǎn)的鎳粉呈纖維狀、粒度為納米級(jí)、多孔、比表面積大、防氧化能力強(qiáng),滿(mǎn)足多種使用性能要求,如:①作為電池電極的導(dǎo)電添加劑,改善電極內(nèi)導(dǎo)電框架的導(dǎo)電性,取代Co粉,不影響電極性能;②改善燒結(jié)電極基板的結(jié)構(gòu),其中包括增加基底與燒結(jié)鎳粉層之間的粘結(jié)強(qiáng)度;③用作硬質(zhì)合金的粘結(jié)劑,能降低其燒結(jié)溫度、縮短燒結(jié)時(shí)間;④應(yīng)用到Cd電極或MH負(fù)極的表面,提高氧在過(guò)充電過(guò)程的復(fù)合速率,降低電池內(nèi)壓,提高電池壽命,增加電池容量;⑤直接用作MCFC燃料電池的陽(yáng)極;⑥用于電子屏蔽材料和催化劑等。