【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
1、堿性電化學電池單元可以通常被稱為lr6(aa)、lr03(aaa)、lr14(c)和lr20(d)的電池單元大小商購獲得。所述電池單元的圓柱形形狀必須符合由如國際電工委員會(international?electrotechnical?commission)等組織制定的尺寸標準。所述電化學電池單元被消費者用來為各種電氣裝置(例如，時鐘、收音機、玩具、電子游戲機、通常包含閃光燈單元的膠片相機以及數碼相機)供電。此類電氣裝置具有各種放電條件，如從低漏極到相對高漏極。
2、由于電池的形狀和大小通常是固定的，因此電池制造商必須修改電池單元特性以提高性能。關于解決如何改進特定裝置(如數碼相機)中的電池性能的問題作出的嘗試通常涉及改變電池單元的內部構造。例如，已通過增加電池單元內使用的活性材料的數量對電池單元構造進行修改。
3、包含羥基氧化鎳(niooh)、二氧化鎳(nio2)和各種形式的氧化鎳、鎳酸鹽和羥基氧化鎳在內的高價鎳材料由于其高容量和電池單元電壓而可在堿性系統中用作陰極材料。具體地，經脫鋰的linio2(如lixnio2(其中x<<1))的氧化態高于3+，這潛在地使放電容量比emd(mno2)的放電容量高得多。然而，鎳酸鹽lixnio2在化學上不穩定，并且其在高溫下會快速降解。此外，這些材料在電解質水溶液中在熱力學上不穩定，會導致鎳陰極發生電化學還原(電極容量損失)。因此，相較于含有一些其它陰極材料的電池，具有高價鎳陰極的堿性電池的貨架期限是有限的。
1、本專利技術的一實施例是一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述陰極材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.9°-14°2θ的第一峰、約18°-22°2θ的第二峰集合、約36.1°-38.6°2θ的第三峰、約41°-44.2°2θ的第四峰、約55.7°-58.9°2θ的第五峰、約65°-67.3°2θ的第六峰以及約69.5°-71.3°2θ的第七峰。在一替代性實施例中，所述經脫鈉的鎳酸鹽材料具有xrd圖，所述xrd圖具有這七個峰或峰集合中的至少1者、2者、3者、4者、5者、6者或7者。在一實施例中，所述經脫鈉的鎳酸鹽材料具有xrd圖，所述xrd圖具有約69.5°-71.3°2θ的峰。
2、一實施例是一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述陰極材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.3°-14.6°2θ的第一峰、約17.3°-22.3°2θ的第二峰集合、約23.8°-25.9°2θ的第三峰、約27.2°-28.2°2θ的第四峰、約36.2°-37.7°2θ的第五峰、約40°-44°2θ的第六峰、約55.7°-58.5°2θ的第七峰、約65.2°-67.3°2θ的第八峰以及約69.5°-71.1°2θ的第九峰。在一替代性實施例中，所述經脫鈉的鎳酸鹽材料具有xrd圖，所述xrd圖具有這九個峰或峰集合中的至少1者、2者、3者、4者、5者、6者、7者、8者或9者。
3、一實施例是一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.9°-13.8°2θ的第一峰、約17°-19.5°2θ的第二峰、約24.7°-26.5°2θ的第三峰、約36.3°-39.2°2θ的第四峰集合、約41.9°-45.7°2θ的第五峰集合、47.5°-49.5°2θ的第六峰、約50.3°-52°2θ的第七峰、約57.4°-58.7°2θ的第八峰以及約65°-68°2θ的第九峰集合。在一替代性實施例中，所述經脫鈉的鎳酸鹽材料具有xrd圖，所述xrd圖具有這九個峰或峰集合中的至少1者、2者、3者、4者、5者、6者、7者、8者或9者。在一實施例中，所述經脫鈉的鎳酸鹽材料具有xrd圖，所述xrd圖具有約50.3°-52°2θ的峰。
4、一實施例是一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.1°-14.4°2θ的第一峰、約17.2°-19.9°2θ的第二峰集合、約24.1°-26.0°2θ的第三峰、約35.8°-39.3°2θ的第四峰集合、約43.4°-45.4°2θ的第五峰集合、47.7°-49.4°2θ的第六峰、約56.8°-59.6°2θ的第七峰、約62.8°-64.5°2θ的第八峰、約65°-67.4°2θ的第九峰以及約68.1°-69.2°2θ的第十峰。在一替代性實施例中，所述經脫鈉的鎳酸鹽材料具有xrd圖，所述xrd圖具有這十個峰或峰集合中的至少1者、2者、3者、4者、5者、6者、7者、8者、9者或10者。
5、一實施例是一種產生經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料的方法，所述方法包括：
6、i)使鎳酸鈉與酸溶液接觸，以產生經酸浸出的經脫鈉的鎳酸鹽；以及
7、ii)使所述經酸浸出的經脫鈉的鎳酸鹽與包括氫氧化物的預老化溶液接觸，
8、以產生所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料。
9、一實施例是一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其是通過本文所述的任何方法制備的。
10、一實施例是一種堿性陰極組合物，其包括本文所述的任何經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料以及電解二氧化錳(emd)。
11、一實施例是一種堿性陰極組合物，其包括本文所述的任何經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料、電解二氧化錳、石墨和粘合劑。
12、一實施例是一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，其包括以下相：
13、i)15-50wt％的nio2；
14、ii)20-60wt％的β-niooh；
15、iii)0-25wt％的h0.61nio2(h2o)0.91；以及
16、iv)0-25wt％的na0.33nio2(h2o)0.54。
17、一實施例是一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，其具有式naxnio2(h2o)z，其中x＝0.01-0.05，并且z＝0.2-1.1。在一實施例中，x為至少、至多或約0.01、0.02、0.03、0.04或0.05，或在由這些值中的任兩個值限定的范圍內。在一實施例中，z為至少、至多或約0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0或1.1，或在由這些值中的任兩個值限定的范圍內。
18、一實施例是一種鎳酸鹽材料，其包括以下相：
19、i)4-62wt％的na0.33nio2(h2o)0.54；
20、ii)30-80wt％的(li0.39ni0.01)(nio2)和/或(li0.49ni0.01)(nio2)和/或(li0.45ni0.05)(nio2)；以及
21、iii)0-50wt％的β-niooh。
22、一實施例是一種鎳酸鹽材料，其包括以下相：
23、i)80-85wt％的na0.33nio2(h2o)0.54；以及
24、ii)15-20wt本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述陰極材料具有X射線衍射(XRD)圖，所述XRD圖包括約11.9°-14°2θ的第一峰、約18°-22°2θ的第二峰集合、約36.1°-38.6°2θ的第三峰、約41°-44.2°2θ的第四峰、約55.7°-58.9°2θ的第五峰、約65°-67.3°2θ的第六峰以及約69.5°-71.3°2θ的第七峰。
2.一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述陰極材料具有X射線衍射(XRD)圖，所述XRD圖包括約11.3°-14.6°2θ的第一峰、約17.3°-22.3°2θ的第二峰集合、約23.8°-25.9°2θ的第三峰、約27.2°-28.2°2θ的第四峰、約36.2°-37.7°2θ的第五峰、約40°-44°2θ的第六峰、約55.7°-58.5°2θ的第七峰、約65.2°-67.3°2θ的第八峰以及約69.5°-71.1°2θ的第九峰。
3.根據權利要求1或2所述的經脫鈉的鎳酸鈉材料，其中所述鎳酸鹽材料已通過酸浸出法脫鈉。
4.一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料具有X射線衍射(XRD)圖，所述XR
5.一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料具有X射線衍射(XRD)圖，所述XRD圖包括約11.1°-14.4°2θ的第一峰、約17.2°-19.9°2θ的第二峰集合、約24.1°-26.0°2θ的第三峰、約35.8°-39.3°2θ的第四峰集合、約43.4°-45.4°2θ的第五峰集合、47.7°-49.4°2θ的第六峰、約56.8°-59.6°2θ的第七峰、約62.8°-64.5°2θ的第八峰、約65°-67.4°2θ的第九峰以及約68.1°-69.2°2θ的第十峰。
6.根據權利要求4或5所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料已通過使用預老化溶液使經脫鈉的鎳酸鹽前體預老化進行制備，所述預老化溶液包括一種或多種選自由氫氧化物組成的組的藥劑。
7.根據權利要求6所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述預老化溶液包括選自由以下組成的組的氫氧化物：LiOH、NaOH以及其它堿金屬氫氧化物和堿土金屬氫氧化物。
8.根據權利要求6至7中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述預老化溶液的氫氧化物濃度為約0.005M至約1M。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述預老化溶液與所述經脫鈉的鎳酸鹽前體的比率為約1mL/g至約100mL/g。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述經脫鈉的鎳酸鹽前體預老化約1-60分鐘。
11.根據權利要求6至10中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料在約0℃至約40℃的溫度下預老化。
12.一種產生經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料的方法，所述方法包括：
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述經酸浸出的經脫鈉的鎳酸鹽具有式NaxNiO2，其中0≤x≤0.2。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其中所述酸溶液包括選自由以下組成的組的酸：硫酸、鹽酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸和高氯酸。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述酸為硫酸。
16.根據權利要求12至15中任一項所述的方法，其中所述酸以約0.01M至約10M的濃度存在。
17.根據權利要求12至16中任一項所述的方法，其中執行步驟i)持續在約1分鐘至約60小時的范圍內的時間段。
18.根據權利要求12至17中任一項所述的方法，其中在約-5℃至約20℃的溫度下執行步驟i)。
19.根據權利要求12至18中任一項所述的方法，其中使用每克鎳酸鈉約10mL至約200mL的酸溶液執行步驟i)。
20.根據權利要求12至19中任一項所述的方法，其中所述預老化溶液包括選自由以下組成的組的氫氧化物：LiOH、NaOH、Ca(OH)2以及其它堿金屬氫氧化物和堿土金屬氫氧化物。
21.根據權利要求12至20中任一項所述的方法，其中所述氫氧化物以約0.005M...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述陰極材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.9°-14°2θ的第一峰、約18°-22°2θ的第二峰集合、約36.1°-38.6°2θ的第三峰、約41°-44.2°2θ的第四峰、約55.7°-58.9°2θ的第五峰、約65°-67.3°2θ的第六峰以及約69.5°-71.3°2θ的第七峰。
2.一種經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述陰極材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.3°-14.6°2θ的第一峰、約17.3°-22.3°2θ的第二峰集合、約23.8°-25.9°2θ的第三峰、約27.2°-28.2°2θ的第四峰、約36.2°-37.7°2θ的第五峰、約40°-44°2θ的第六峰、約55.7°-58.5°2θ的第七峰、約65.2°-67.3°2θ的第八峰以及約69.5°-71.1°2θ的第九峰。
3.根據權利要求1或2所述的經脫鈉的鎳酸鈉材料，其中所述鎳酸鹽材料已通過酸浸出法脫鈉。
4.一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.9°-13.8°2θ的第一峰、約17°-19.5°2θ的第二峰、約24.7°-26.5°2θ的第三峰、約36.3°-39.2°2θ的第四峰集合、約41.9°-45.7°2θ的第五峰集合、47.5°-49.5°2θ的第六峰、約50.3°-52°2θ的第七峰、約57.4°-58.7°2θ的第八峰以及約65°-68°2θ的第九峰集合。
5.一種經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料具有x射線衍射(xrd)圖，所述xrd圖包括約11.1°-14.4°2θ的第一峰、約17.2°-19.9°2θ的第二峰集合、約24.1°-26.0°2θ的第三峰、約35.8°-39.3°2θ的第四峰集合、約43.4°-45.4°2θ的第五峰集合、47.7°-49.4°2θ的第六峰、約56.8°-59.6°2θ的第七峰、約62.8°-64.5°2θ的第八峰、約65°-67.4°2θ的第九峰以及約68.1°-69.2°2θ的第十峰。
6.根據權利要求4或5所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料已通過使用預老化溶液使經脫鈉的鎳酸鹽前體預老化進行制備，所述預老化溶液包括一種或多種選自由氫氧化物組成的組的藥劑。
7.根據權利要求6所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述預老化溶液包括選自由以下組成的組的氫氧化物：lioh、naoh以及其它堿金屬氫氧化物和堿土金屬氫氧化物。
8.根據權利要求6至7中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述預老化溶液的氫氧化物濃度為約0.005m至約1m。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述預老化溶液與所述經脫鈉的鎳酸鹽前體的比率為約1ml/g至約100ml/g。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述經脫鈉的鎳酸鹽前體預老化約1-60分鐘。
11.根據權利要求6至10中任一項所述的經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料，其中所述經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料在約0℃至約40℃的溫度下預老化。
12.一種產生經預老化的經脫鈉的鎳酸鹽材料的方法，所述方法包括：
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述經酸浸出的經脫鈉的鎳酸鹽具有式naxnio2，其中0≤x≤0.2。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其中所述酸溶液包括選自由以下組成的組的酸：硫酸、鹽酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸和高氯酸。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述酸為硫酸。
16.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：D·蘭加納坦，蔡祎，V·辛昂，M·斯里尼瓦桑，鄭光宏，
申請(專利權)人：勁量品牌有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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