一种硫化镍储氢材料的制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池材料领域，具体地，涉及一种硫化镍储氢材料的制备方法和应用，更具体地，涉及制备硫化镍储氢材料的方法、硫化镍储氢材料、制备电池负极的方法以及电池。
【背景技术】
[0002]随着电池技术的发展，对电池的低温性能也越来越高，相应的，电池材料的低温性能也越来越受到重视。近年来，一系列新型的储氢电池材料如NiX、CoX (X代表S、C、P)进入人们的视线，其中具有很大潜力的硫化镍储氢材料引起注意。水热法或溶剂热法制备的硫化镍储氢材料方法复杂，成本高，用这些方法制备的硫化镍储氢材料作为储氢材料的优势并不明显。
[0003]因而，关于硫化镍储氢材料的研究仍有待改善。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有较高的导电性能、良好的倍率性能和低温性能的储氢材料。
[0005]在本发明的一个方面，本发明提供了一种制备硫化镍储氢材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括:将镍粉和硫粉按摩尔比0.5-2:1的比例混合，以便获得混合粉末；在氩气气氛下，将所述混合粉末进行球磨5?80小时，以便获得硫化镍储氢材料。发明人发现，利用本发明的该方法，能够快速有效地制备获得硫化镍储氢材料，且该方法工艺简单，易于控制，对设备没有特殊要求，安全性高，易于实现规模化生产。此外，制备获得的硫化镍储氢材料适合于制造低温环境下使用的电池，且制备获得的电池低温性能突出，能够满足一些特殊环境对电池性能的需求。
[0006]根据本发明的实施例，将镍粉和硫粉按摩尔比1:1的比例混合。由此，获得的硫化镍储氢材料的性能较佳，由其制备的电池低温性能突出。
[0007]根据本发明的实施例，在450转/分钟的条件下进行所述球磨。由此，获得的硫化镍储氢材料的粒径达到最佳值，能够有效提高其放氢性能。
[0008]在本发明的另一方面，本发明提供了一种硫化镍储氢材料。根据本发明的实施例，所述硫化镍储氢材料是通过前面所述的方法制备的。发明人发现，本发明的硫化镍储氢材料，具有较高的导电性能，能够有效用于制备电池，且制备获得的电池具有良好的倍率性能和低温性能，尤其是低温性能较突出，适合于在低温环境下使用。
[0009]在本发明的再一方面，本发明提供了一种制备电池负极的方法。根据本发明的实施例，该方法包括:将前面所述的硫化镍储氢材料与镍粉按照质量比1:1混合，以便获得硫化镍储氢材料和镍粉的混合物；将所述硫化镍储氢材料和镍粉的混合物在泡沫镍上进行压片，以便获得电池负极。利用本发明的该方法，能够快速有效地制备获得电池负极，且该方法操作简单，方便快捷，为产业化提供了极大的可行性。另外，将利用本发明的该方法制备获得的电池负极组装成电池，所得到的电池具有较高的导电性能、良好的倍率性能和低温性能，能够满足一些特殊环境对电池性能的需求。
[0010]在本发明的再一方面，本发明提供了一种电池。根据本发明的实施例，该电池包含前面所述的硫化镍储氢材料。发明人发现，本发明的该电池具有良好的倍率性能和低温性能，能够满足一些特殊环境对电池性能的需求。另外，本发明的电池的制备工艺简单，安全性高,为产业化提供了极大的可行性。
【附图说明】
[0011]图1显示了根据本发明的一个实施例，制备硫化镍储氢材料的方法的流程示意图；
[0012]图2显示了根据本发明的一个实施例，制备电池负极的方法的流程示意图；
[0013]图3显示了根据本发明的一个实施例，扣式电池SI’、扣式电池S4’和扣式电池S5’的循环性能检测结果；以及
[0014]图4显示了根据本发明的一个实施例，扣式电池SI’和扣式电池D1’的循环性能检测结果。
【具体实施方式】
[0015]下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0016]在本发明的一个方面，本发明提供了一种制备硫化镍储氢材料的方法。根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括以下步骤:
[0017]SlOO:将镍粉和硫粉按摩尔比0.5-2: I的比例混合，以便获得混合粉末。由此，能够以最适合的比例进行混合，制备获得的硫化镍储氢材料的导电性能突出，适合制造低温条件下使用的电池。
[0018]根据本发明的实施例，将镍粉和硫粉按摩尔比1:1的比例混合时，由此，获得的硫化镍储氢材料的性能较佳，尤其是由它制备的电池低温性能突出。
[0019]S200:在氩气气氛下，将所述混合粉末进行球磨5?80小时，以便获得硫化镍储氢材料。由此，有利于提高制备硫化镍储氢材料的效率。
[0020]根据本发明的实施例，在450转/分钟的条件下进行所述球磨。由此，获得的硫化镍储氢材料的粒径达到最佳值，能够有效提高其放氢性能。
[0021]需要说明的是，球磨工艺对颗粒尺寸有影响，颗粒尺寸大小对放氢性能有影响。球磨时间越长，球磨转速越大，颗粒尺寸越小，放氢温度越低，放氢速率越快。但颗粒过于细化一方面会使合金表面张力增加而相互粘连，另一方面会使合金粉末活性增高而氧化。过长时间球磨对合成反应不但没有促进作用，还会带来负面影响。本发明中将所述混合粉末在450转/分钟的条件下，进行球磨5?80小时，能够使得硫化镍储氢材料的粒径达到最佳值，有效提高其放氢性能。
[0022]发明人发现，利用本发明的该方法，能够快速有效地制备获得硫化镍储氢材料，且该方法工艺简单，易于控制，对设备没有特殊要求，安全性高，易于实现规模化生产。此外，制备获得的硫化镍储氢材料，适合于制造低温环境下使用的电池，制备获得的电池低温性能突出，能够满足一些特殊环境对电池性能的需求。
[0023]在本发明的一个实施例中，采用通过上述方法制备的硫化镍储氢材料作为电池负极活性材料的电池，常温条件下，在循环次数达到100次时，具有不低于300mAh/g的放电容量，零下20摄氏度条件下，循环次数达到100次时，仍然具有不低于270mAh/g的放电容量。
[0024]在本发明的另一方面，本发明提供了一种硫化镍储氢材料。根据本发明的实施例，所述硫化镍储氢材料是通过前面所述的方法制备的。发明人发现，本发明的硫化镍储氢材料，具有较高的导电性能，包含该硫化镍储氢材料的电池具有良好的倍率性能和低温性能，尤其是低温性能较突出，能够满足一些特殊环境对电池性能的需求。
[0025]在本发明的再一方面，本发明提供了一种制备电池负极的方法。根据本发明的实施例，参照图2，该方法包括以下步骤:
[0026]S300:将前面所述的硫化镍储氢材料与镍粉按照质量比1:1混合，以便获得硫化镍储氢材料和镍粉的混合物。
[0027]S