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镍具有磁性、导电性、高温稳定等性质。制备成超细镍粉具有极大的表面效应和体积效应,在电性能、吸波、热阻、光吸收、化学活性等方面表示出一系列特殊的性质,因而在电子浆料、金属陶瓷化、屏蔽吸波材料、催化剂、电池材料等许多领域具有广阔的应用前景。
目前使用的纤维状特种镍粉都是采用羰基法生产的,该方法是在高温高压下进行,羰基镍在生产过程中易燃易爆,有毒、污染环境,且产品颗粒度只能达到微米级,应用范围受限。而新型的Ni-Cd电池、Ni-MH电池、Li-Ion电池、特别是MCFC型燃料电池均需用大量的镍粉:本发明的目的在于克服上述方法的不足之处,而提供一种镍粉的制备方法。该方法安全可靠,无毒无污染;制备出的纤维状镍粉纯度高、粒度小、比表面积大,满足国内电池性能对镍粉的需求,以提高现有的镍氢电池的性能和发展燃料电池技术。
本发明的技术方案是:在溶液中控制沉淀物的形貌和粒度,随后在气氛调控下将干燥后的沉淀物进行热分解而制得所需形貌和粒度的金属粉末。
其特征在于:首先将可溶性镍盐溶液和复合沉淀剂溶液经喷雾加料装置分别从不同容器中并流加入反应器中,在Ni2+-NH3-NH4+-Cl--C2O42--H2O体系进行复合沉淀转换,控制温度为55~85℃,pH为7.0~9.0,料液中初始Ni2+浓度为0.4~1.2mol/l;然后将反应完成后获得的复合沉淀物经过洗涤、过滤和干燥即为镍粉前驱体;紧接着将镍粉前驱体置入PID调节的电炉中,控制温度为350~600℃,并在(H2+N2)的气氛调控下进行热分解;再将热分解完成后的镍粉随即进行冷却和表面防氧化处理至室温,即为纤维状纳米级特种镍粉。
本发明的优点和积极效果与现有技术相比,主要表现为:1.采用了沉淀转化热分解法,在常温常压下的Ni2+-NH3-NH4+-Cl--C2O42--H2O体系中进行的镍粉制备前驱体合成过程,以及后续的前驱体热分解过程安全可靠、无毒无污染。
纤维状镍粉的表面处理是热分解和表面处理两过程一并完成:热分解完成后随即进行冷却和气氛调控,实行粉末表面的防氧化处理,使热分解和表面处理过程在同一装置内完成。
本发明生产的镍粉呈纤维状、粒度为纳米级、多孔、比表面积大、防氧化能力强,满足多种使用性能要求,如:①作为电池电极的导电添加剂,改善电极内导电框架的导电性,取代Co粉,不影响电极性能;②改善烧结电极基板的结构,其中包括增加基底与烧结镍粉层之间的粘结强度;③用作硬质合金的粘结剂,能降低其烧结温度、缩短烧结时间;④应用到Cd电极或MH负极的表面,提高氧在过充电过程的复合速率,降低电池内压,提高电池寿命,增加电池容量;⑤直接用作MCFC燃料电池的阳极;⑥用于电子屏蔽材料和催化剂等。