一种评价球镍快速充放电性能的方法技术

本发明专利技术提供了一种快速评价二次镍氢／镍镉电池正极材料球镍快速充放电性能的方法，该方法通过获取球镍晶体参数值、设定球镍晶体参数值范围、将获取的球镍晶体参数值与预先设定的球镍晶体参数值范围比较，如果获取的球镍晶体参数值落入设定的球镍晶体参数值范围时，则判定该球镍的快速充放电性能满足电池需要，其中，所述球镍晶体参数值包括至少一个晶面的衍射峰宽度值及至少一个晶面的衍射晶面间距值。采用本发明专利技术所提供的方法，可以在极短的时间内获得对球镍快速充放电性能好坏的基本判断，尤其适合于二次镍氢／镍镉电池生产厂家对球镍原材料进行快速评审、检验和品质控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于，更具体的说是关于 一种评价用作二次镍氢/镍镉电池正极材料的球镍快速充放电性能的方法。
技术介绍
电动工具电池是目前镍氢、镍镉二次电池的主要应用领域之一，快速充 放电能力是电动工具电池的一个基本要求。而球镍(即球形氢氧化镍，通常为(3-晶型结构)是当前镍氢、镍镉二次电池采用的主要正极活性材料，球镍的快速充放电能力的好坏，直接影响镍氢、镍镉二次电池的快速充放电能力。 对二次镍氢、镍镉电池生产厂家来说，准确了解和正确评价二次镍氢、镍镉 电池正极原材料球镍的快速充放电能力，对电池原材料的正确选用、降低生产成本及提高产品质量都是相当重要的；而要全面评价球镍的快速充放电能 力，通常的办法是把被测试的球镍样品按照正常的生产工艺做成样品电池或 模拟电池，然后进行快速充放电性能测试，这种办法虽然得到的数据是可靠 的，但一个最大的缺点是其实验周期长，不能满足电池生产厂家来料检验 的实际需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有球镍快速充放电性能评价方法周期长的 缺点，提供一种能够快速有效地评价球镍快速充放电性能的方法。本专利技术提供了，其中，该方法包括 (A)获取球镍晶体参数值；(B)设定球镍晶体参数值范围；及(C)判断 球镍晶体参数值是否在设定的球镍晶体参数值范围内；当上述球镍晶体参数 值在相应的设定的球镍晶体参数值范围内时，判定该球镍的快速充放电性能 满足电池需要，其中，所述球镍晶体参数值包括至少一个晶面的衍射峰宽度 值及至少一个晶面的衍射晶面间距值。根据本专利技术提供的方法，只需从球镍的晶体结构入手，判断球镍的晶体 参数值是否在上述设定的球镍晶体参数值范围内即可有效判断球镍的快速 充放电性能，从而能够大大縮短球镍快速充放电性能是否满足电池需要的判 断时间，这对镍氢/镍镉电池生产厂家正确选用原材料、縮短来料测试检验周期都具有重要的意义。而且上述方法只需使用常用的XRD衍射方法一次即 可测出该方法所需的球镍晶体参数，因而大大简化了操作步骤。附图说明图1为本专利技术实施例1-6中测得的球镍样品的XRD衍射图。具体实施方式根据本专利技术，所述衍射峰宽度值可以是球镍晶体各个晶面的衍射峰宽度 值，例如可以是图1所示的001晶面或101晶面。所述衍射峰宽度值可以是 衍射峰的积分宽值，也可以是衍射峰的半峰宽值。虽然积分宽值与半峰宽值 具有相同的物理意义，但对于同一个衍射峰，用不同方式表示的宽度值不一 样，因此衍射峰宽度值对应的参数值范围也不相同，本专利技术优选101衍射晶 面的衍射峰半峰宽值(以下称FWHMhm)，设定的该球镍晶体参数值范围优 选为大于等于0.70。，更优选为大于等于0.75°。所述晶面间距值是指晶体内任意晶面的间距，优选为球镍晶体OOl衍射 晶面之间的间距(以下称d(xn)。本专利技术所述do(h的设定的球镍晶体参数值范 围优选为大于等于4.64埃，更优选为大于等于4.66埃。本专利技术中，所述球镍衍射峰宽度值及晶面间距值均优选使用XRD衍射 法获得。所述XRD衍射法为常规的XRD衍射法即可，例如可以包括将球镍 晶体样品放入XRD衍射仪中进行扫描测试，对所得原始数据按照下列顺序 进行处理9点平滑；Kotl与Ka2分离并修正以消除Koc2的影晌；修正仪器 致宽因素、扣背底；寻峰；精密修正参数；准确测量衍射峰宽度值并计算晶 面间距值。上述步骤的具体操作已为本领域技术人员所公知，例如修正仪器 致宽因素可以采用如下方法进行采用粒度为25-44微米的石英粉(0i-SiO2) 作标准试样，用衍射仪步进扫描测a-Si02的衍射峰，该峰的宽度即为仪器本 身宽化引起；在通常情况下，仪器的宽化函数接近于高斯型，所以常用样品 宽度=(测试宽度2 -仪器宽化2) 1/2进行校正计算。除了对仪器宽化进行 校正外，优选还采用单色器消除Kp线的影响，所述单色器优选为石墨单色 器。采用加权计算的方法(如Rachinger分峰法)对Ka双线进行分离，求 得Kal所产生的真实宽度，消除K(x2线的影响。上述对原始数据的处理， 仪器修正和参数校正可以由X-射线衍射仪自身携带的公知的程序，如曰本 理学公司生产的D/MAX2200PC型X-射线粉末衍射仪携带的数据处理程序 MDI-JADE(5.0)自动完成。除非特别说明，本专利技术中所述参数均指通过上述 仪器修正和/或参数修正后所得。所述XRD衍射仪的测量条件优选为铜X-射线源，波长^=1.54056埃， Cu/Kcd， Cu靶的使用功率为40千伏、20毫安；使用石墨单色器；测角仪 的扫描速率为4度/分，扫描范围20=15°-65°，扫描方式为e/20联动扫描； 扫描步径0.02度/步；光路发散狭缝为1°、防散射狭缝为IO毫米、可变狭缝 为仪器自动调整、接收狭缝为0.3毫米。所述XRD衍射仪可以是各种类型的多晶(粉末)XRD衍射仪，优选为 综合稳定性优于P/。的X-射线粉末衍射仪。所述综合稳定性可通过在仪器最 佳测量条件下重复测量Si标准样品多次，例如10次，并计算Si的最强衍射 峰(lll衍射峰)的积分强度的相对标准偏差(cj/I)小于1%为合格而判断。本专利技术所述的球镍快速充放电性能满足电池需要，是指以该球镍作为正极活性物质的电池在充放电电流为1C时充放电循环可达500次以上，当充 放电电流为10C时充放电循环可达150次以上。本专利技术人发现，当球镍样品 的FWHM，处于大于等于0.70。的设定的球镍晶体参数值范围且dew处于大 于等于4.64埃的设定的球镍晶体参数值范围时，可以判定以该球镍样品作为 正极活性物质制成的电池在充放电电流为1C时充放电循环可达500次以上， 当充放电电流为10C时充放电循环可达150次以上，进一步的，当该球镍样 品的FWHM,(h处于大于等于0.75。的设定的球镍晶体参数值范围且doc,处于 大于等于4.66埃的设定的球镍晶体参数值范围时，可以判定以该球镍样品作 为正极活性物质制成的电池在充放电电流为1C时充放电循环可达550次以 上，当充放电电流为10C时充放电循环可达180次以上。本专利技术中，所述"快速充放电性能"是指维持该球镍作为正极活性物质 的电池的正常性能的条件下(本专利技术是指电池的输出电压降低在10%内、电 池内阻增高在10%内，电池无气涨、无变型、无爆炸，电池剩余容量在80 %以上)，该电池所承受大电流充放电的能力，其中，本专利技术以在充放电电 流为1C时充放电循环可达500次以上，充放电电流为10C时充放电循环可 达150次以上作为衡量标准，若满足该标准则该电池能够承受大电流充放电， 若不能满足该标准，则该电池不能承受大电流充放电。下面通过实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例1本实施例用来说明本专利技术提供的评价球镍快速充放电性能的方法。 仪器日本理学公司生产的D/MAX2200PC型X-射线粉末衍射仪； 仪器配置及测试条件铜X-射线源，波长^=1.54056埃，Cu/Kal; Cu 靶的使用功率优选为40千伏、20毫安；使用石墨单色器；测角仪的扫描速率为4度/分、扫描范围为20=15°-65°，扫描方式为e/2e联动扫描；扫描步径为o.o2度/步；光路发散狭缝为r、防散射狭缝为io毫米、可变狭缝为仪器自动调整、接收狭缝为0.3亳米；仪器数据处理软件为MDI-JADE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价球镍快速充放电性能的方法，其特征在于，该方法包括：（Ａ）获取球镍晶体参数值；（Ｂ）设定球镍晶体参数值范围；及（Ｃ）判断球镍晶体参数值是否在设定的球镍晶体参数值范围内；当上述球镍晶体参数值在相应的设定的球镍晶体参数值范围内时，判定该球镍的快速充放电性能满足电池需要，其中，所述球镍晶体参数值为至少一个晶面的衍射峰宽度值及至少一个晶面的衍射晶面间距值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李永胜，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]