一种评价球镍电化学性能的方法技术

一种评价二次镍氢／镍镉电池正极材料球镍电化学性能的方法，该方法包括获取球镍晶体参数值、设定球镍晶体参数值范围、将获取的参数值与预先设定的参数值范围比较，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，则判定该球镍的电化学性能满足电池需要，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、至少两个不同晶面的衍射峰的强度比值，所述电化学性能是指比容量性能和／或循环寿命性能。采用本发明专利技术所提供的方法，可以快速获得对球镍电化学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，尤其是关于一种评价球 镍比容量性能和/或循环寿命性能的方法。
技术介绍
球镍(即球形氢氧化镍，通常为P-晶型结构)是二次镍氢/镍镉电池采 用的主要正极活性物质，其电化学性能的好坏，直接决定或间接影响电池的 比容量性能、循环寿命性能、中值电压性能、快速充放电能力性能、自放电 性能、储贮性能等电化学性能。对二次镍氢/镍镉电池生产厂家来说，准确了解和正确评价用作电池正 极材料的球镍的电化学性能对电池设计、生产和质量控制都是相当重要的。 而全面评价球镍的各种电化学性能，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，然后测试电池的各种电化学性能 如比容量性能和/或循环寿命性能，根据电池的电化学性能来判断正极材料球 镍的相应的电化学性能。这种办法虽然得到的数据是可靠的，但存在实验周 期长、成本高的缺点。例如，对于循环寿命性能测试，正常情况下，需要半 个月至l个月的时间，这样长的实验周期，很难满足电池生产厂家的来料检 验需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有球镍电化学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电化学性能的方法。本专利技术提供了一种评价球镍的电化学性能的方法，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，判定该球镍的电化学性能满足 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、 至少两个不同晶面的衍射峰的强度比值，所述球镍电化学性能是指比容量性 能和/或循环寿命性能。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 参数值是否在上述球镍晶体参数值范围内即可有效判断该球镍的各种电化 学性能，从而能够大大縮短球镍综合电化学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、 降低测试检验成本都具有重要的意义。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值，因而大大简化了操作 步骤，节约了大量人力和物力，从而使生产成本大大降低。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。本专利技术优选所述衍射峰宽 度值为101晶面衍射峰半峰宽值(以下称FWHMhh)。所述衍射峰强度比值是指球镍晶体不同晶面衍射峰的强度比值，本专利技术 优选为球镍101衍射晶面与球镍001衍射晶面的衍射峰的强度比值(以下称 Iioi/Iooi )。所述晶粒度值可以为任意衍射晶面的晶粒度值，本专利技术优选101衍射晶面的晶粒度值(以下称晶粒度hh)。所述晶胞体积值是指晶格结构中周期性排列的基本重复单位、能够代表 晶体结构特征的最小组成部分的体积。所述球镍的电化学性能满足电池需要是指以该球镍作为正极活性物质制成的电池的电化学比容量至少为190毫安时/克和/或以该球镍作为正极活 性物质制成的电池的循环寿命至少为500次循环。本专利技术所述比容量，可以按下述方法测试以0.5C电流恒流放电，放 电至电池电压为1.0V为止，然后以0.5C电流恒流充电，以-AV值-10mV 控制充电终点(-AV控制当电池充满电达到一峰值电压后，电压会下降 一定的值)，记录充电至电池终点的时间，可得出0.5C标准容量二充电电流 X充电时间(小时)；将0.5C标准容量除以电池的正极活性物质(球镍材料) 的质量即得该球镍的0.5C电化学比容量，乘以系数2，得到该球镍的电化学 比容量。本专利技术所述循环寿命，可以按照下述方法测试以0.5C电流恒流放电， 放电至电池电压为l.OV为止，然后以0.5C电流恒流充电150分钟，以-AV 值40mV控制充电终点(-AV控制当电池充满电达到一峰值电压后，电 压会下降一定的值)，充电后搁置6钟，0.5C放电至1.0伏，放电后搁置4 分钟，重复上述步骤，直至容量衰减到初始容量80%，记录充放电循环的次 数，该次数即为二次电池的循环寿命，在其他材料(负极、隔膜、电解液等) 和工艺都一致的条件下，可以进一步判断该镍镉二次电池的循环寿命即为球 镍材料的循环寿命。(一)比容量性能根据本专利技术，所述电化学性能为比容量性能时，所述球镍晶体参数值优 选包括FWHMj(h及Ikh/I(hm，所述FWHM1()1的设定的球镍晶体参数值范围优选为大于等于0.64。，更优选为大于等于0.70。；所述IuH/Io(H的设定的球镍晶 体参数值范围优选为小于等于80%，更优选为小于等于70%。根据本专利技术， 当满足上述条件时，以该球镍作为正极活性物质制成的电池的比容量至少为 190毫安时/克。所述球镍晶体参数值更优选还包括晶粒度1()1和/或晶胞体积值，其中， 晶粒度hh的设定的球镍晶体参数值范围优选为小于等于130埃；所述晶胞 体积值的设定的球镍晶体参数值范围优选为小于等于39.7立方埃。根据本发 明，当进一步满足上述的晶粒度1()1和/或晶胞体积值的设定的球镍晶体参数 值范围时，以该球镍作为正极活性物质制成的电池的比容量至少为220毫安 时/克。(二) 循环寿命性能 所述电化学性能是指循环寿命性能时，所述球镍晶体参数值优选包括FWHM,(),和101晶面衍射峰与OOl晶面衍射峰的强度比值(简称I^/I(mm)， FWHM1Q1的设定的球镍晶体参数值范围优选为小于等于0.77°，更优选为小 于等于0.75°;所述Ihm/I,的设定的球镍晶体参数值范围优选为大于等于 50%，更优选为大于等于60%。根据本专利技术，当满足上述条件时，以该球镍 作为正极活性物质制成的电池的循环寿命至少为500次循环。所述球镍晶体参数值更优选还包括晶粒度km和/或晶胞体积值，其中，晶粒度，Q1的设定的球镍晶体参数值范围优选为大于等于107埃；所述晶胞 体积值的设定的球镍晶体参数值范围优选为大于等于39.5立方埃。根据本专利技术，当进一步满足上述的晶粒度kh和/或晶胞体积值的设定的球镍晶体参数值范围时，以该球镍作为正极活性物质制成的电池的循环寿命至少为600次循环。(三) 比容量性能和循环寿命性能 所述电化学性能是指比容量性能、循环寿命性能时，所述球镍晶体参数值优选包括FWHM1()1、 I朋/I(kh。 FWHM1Q1的设定的球镍晶体参数值范围优 选为0.64-0.77°; 1,0,/1(mh的设定的球镍晶体参数值范围优选为50-80%。根据 本专利技术，当满足上述条件时，以该球镍作为正极活性物质制成的电池的电化 学比容量至少为190毫安时/克、循环寿命至少为500次循环。所述球镍晶体参数值更优选还包括晶粒度1()1和/或晶胞体积值，其中晶 粒度HM的设定的球镍晶体参数值范围优选为107-130埃；晶胞体积值的设定 的球镍晶体参数值范围优选为39.5-39.7立方埃。根据本专利技术，当进一步满 足上述的晶粒度m,和/或晶胞体积值的设定的球镍晶体参数值范围时，以该 球镍作为正极活性物质制成的电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价球镍电化学性能的方法，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，判定该球镍的电化学性能满足电池需要，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、至少两个不同晶面的衍射峰的强度比值，所述球镍电化学性能是指比容量性能和／或循环寿命性能。

【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[]