TW527242B - Ultrafine nickel powder - Google Patents

Description

527242 Β7 五、發明説明（1 ) 景 背 明 發 域 領 明 發 之 器 容 電 瓷 陶 叠 層 作 用 可 其 粉 鎳 细 超 種1 於 關 係 明 發 本 等 池 電 料 燃 極 電 之 池 電 明 次說 二 之 ， 術 極技 電關 内相 之 件 部 二 置鎳 裝氫 子 ， 電 極 種 電 多內 造器 製容 為電 作瓷 粉陶 鎳叠 细層 超括 用包 使極 於電 目 種 曝此 所 〇 •眾極 電 電 次 學 為 化 極 電 電 K 内 由 之 經 器 極 容 電 電 孔 瓷 多 。 陶 空能叠 中電層 之得K 池取要 電而主 料應 ， 燃反粉 及化鎳 ， 氧细 極料超 電燃明 孔行說 多進文 之式後 池方 鋇 酸 钛 紋 化 氧 如 瓷 陶 電 介 叠 層 由 經 為 器 容 電 瓷 〇 陶 明叠 說層 例 成市 结器 燒容 及 電 縮瓷 壓陶 , 叠 昼 層 層 之 成件 替部 交置 極裝 電子 内 電 屬近 金最 與 。 , 件 礦構 钛得 鈣所 合體 錯 一 或為 器技價 容 前 廉 電先於 瓷。由 陶薄 , 叠更近 層成暴 , 變 但 展 極 。 進 電、極 的内電 能此内 性因器 置。容 裝容電 力電瓷 電大陶 著較叠 隨及層 。小於 長短用 成薄鈀 速輕 ， 快成中 場促術 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 加1-增和 用第 使案 之開 0 公 故請 之申 高利 度專 信本 可 日 及 於 用 明 發 If 1 種1 示 揭 號 力此 電 同 於 如 用 用 爱使 U及由 3赍經 -0之現 1 產發 >生後 粒隨 顆 ， 由 粉 際鎳 實究 明研 說人 度未明 純並發 有獻。 具文極 產開電 生公之 法此件 濕但部 徑 粒 及 上 Μ 或 X 9 粉 鎳 之 電 内 之 造 製 層 及 成層 叠離 層 成 及造 營 易 粉 容 鎳而 之因 產 ， 生大 法化 濕變 Κ 積 術容 技時 前结 先燒 於 極 隙 裂 或 法 濕 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格丄:210X297公漦） 527242 Λ7 B? 五、發明説明（2 ) 中，超细鎳粉之粒子的晶體無法增長為大晶體，變成一次 粒子之簇群，原因為超细鎳粉生產溫度相當低例如低於 1001C。如此内電極容易過度燒结或燒结時容積變化大。 日本專利申請公開案第昭64-80007號揭示瓷器電容器電 極用之爱，使用具有平均粒徑丨.ΟαΐΒ及純度99.9X之鎳粉 。為了防止當此種電極赍燒结時產生裂隙及/或離層，敘 逑添加碳化物粒子至此爱。但公開文獻未#描述鎳粒子本 身特徵對裂隙及/或離層產生之影響。 任何層叠陶瓷電容器之生產過程中，重要技術係防止燒 结時產生裂隙及/或離層，亦即製作較薄層，縮小尺寸及 達成内電極之高電容。如此期待超细鎳粉可限制裂隙及/ 或離層產生及生產具有低電阻率之電極。 發明槪述 鑑於前述先前技術問題，本發明之目的係提供一種改良 超细鎳粉。換言之本發明之目的係提供一種具有下列性質 之超细鎳粉。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (a)於生產層叠陶瓷電容器過程中不易產生裂隙及/或離 層0 (b )内電極可製作成薄層。 (c)可實現低電阻率作為電極材料。 本發明提供一種超细鎳粉包含硫含量0.02至1.Οί；重量比 及平均粒徑0.1至Ι.Ο^πι。超细鎳粉較佳由氣相氫還原氯 化鎳蒸氣生產。超细鎳粉可用於鎳氫電池之多孔電極，或 燃料電池之中空多孔電極，但特別適合用作具有限制裂隙 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格O10X 297公釐） > 527242 A1 137 五、發明説明（3 ) 及/或離層性質及使電極變薄及電阻率變低之層叠陶瓷電 容器電極。 圖式之簡單說明 圖1為實例1之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片。 放大：40000倍。 圖2為實例2之層昼陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片。 放大：40000倍。 圖3為比較例1之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片 。放大：40000倍。 圖4為比較例2之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片 。放大：40000倍。 圖5為實例3之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯徴相片。 放大·· 1 0 0 0 0倍。 圖6為實例4之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片。 放大·· 1 0 0 0 0倍。 圖7為比較例3之層叠陶瓷電容器之超妞鎳粉之顯微相片 。放大：1 0000倍。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8為比較例4之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片 。放大：10000倍。 圖9為實例5之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片。 放大：40 00倍。 圖10為實例6之層鲞陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相片 。放大：4000倍。 圖11為比較例5之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格1210X297公釐） . 一， —〇 — 527242 hi B7 五、發明説明（4 ) 片。放大：4000倍。 圖12為比較例6之層叠陶瓷電容器之超细鎳粉之顯微相 片。放大：4000倍。 較佳具體例之詳细說明 超细鎳 < 粉製備成赍，胥印刷於介電層薄膜上形成内電極 。為了使内電極變薄及變緻密，超细鎳粉平均粒徑適合為 0.1 至 m0 若平均粒徑小於0.1/iB，則當層叠陶瓷電容器燒结時鎳 層過度收縮，故内電極變成多孔。具有平均粒徑小於0.1 /iifi之超细鎳粉不佳，原因為內電極將有高電阻率，或將 引起離層及/或裂隙。相反地，若平均粒徑大於le〇um， 將難K製備層叠陶瓷電容器之内電極成為薄層。具有平均 粒徑大於Ι.Ο/iIB之超细鎳粉不佳，原因為内電極層表面有 大型不規則處，结果導致生成裂隙。更加平均粒徑0。2至 0.6/im。平均粒徑係由得自粒子之電子顯微相片進行影像 分析，基於粒子數目，於粒徑分佈中之50¾粒徑（d5C)定義。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用於層叠陶瓷電容器之超细鎳粉，要緊地粒子形狀為球 形，大小適中。於層叠陶瓷電容器生產過程中，球形粒子 具有理想特徵，因此可形成薄層内電極，含有高密度超细 鎳粉，及不會產生裂隙或離層。發明人發現其中之硫含量 具有製備超细鎳粉之決定性影響。除非硫含量於0.02¾至 l.OwtS：範圍内，否則出現角形粒子如六面體或八面體粒子 。此等粒子並非製備層叠陶瓷電容器所需。當硫含量為 0.02至1.0¾重量比時，超细鎳粉粒子為充分球形。因此硫 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公楚） ； -' — 7 — 527242 Λ7 H? 五、發明説明（5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 為氣區於蒸合 者 鎳可子 用特 / 於 Ϊ 结之 Ϊ 大 因之化鎳鎳/, 二 细，粒 使末及決3r燒器3r徑 原鎳氣化化段 或 超外次 者粉隙取 Μ 被容 0 粒 ， 化一氛氯區 者 步此一 。明等裂係 、器電 •均 。 佳氯置，之卻 一。一。之成發此成徵容。1¾平 子為。配段運冷 任得進利细組。。生特 W 電孔itl若 粒粉產序區載於 之獲及銳微子器驗易等 1 瓷多t®ft, 粉鎳生循化體及 中法，變較粒容實容此 一陶成如面 ο _ 细量中氣氣。 物方形將量一電行不現iBI叠變 f 方 细超含器於體氣。化之球佈大單瓷進，，發 π 層極 W 它 超 之硫應。氣 氫卻硫 氣成分 由由陶 產率。 Β 當電t。 形量制反段性之冷及氫變徑非係疊生阻極 α 則内 Ϊ 佳 球含控，區 惰給被 硫或 粉粒粉 而層之 電電。ο , 使及不 產硫法行卻 Κ 供 § 由體 _ 故鎳反質器低内狀11粉，層並 生及原進冷.，觸混經氣细，细，品容有之肜 1 鎳縮離粉 俾 徑還器一 段接 體可性 超勻超 成高電 具薄及 ο 细 收生鎳 圍粒氫 應及區 度氣子惰之均別組產瓷料較 寸於超層產细 範 均相反，應 溫物粒、產體 個體生 陶材作 尺限之 鎳或超 此平氣 於段反 之產粉 氣生大，本 粉叠極 製之徑/iln故，之 於述以 可區於制副鎳蒸法得果结鎳層電易子粒ι/i细高/iHi 制前由法應。控及细鎳方變效燒细對為容粒均 ο 極變1U 控有 經原於 化過子 超化種 徑好或 超粉作 及粉平 於子將 ο 需具易還一氣經粒肜氯此粒良縮要鎳 為層鎳佳小粒率於 量K容氫，堝於 鎳球隨 藉之 得濃需 種需離 细較可 因阻小 含 其相段 坩氣成 伴 粉獲之 多 徵或超 徑 時電徑 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（21〇Χ 297公釐） 8 527242 Β7 五、發明説明（7 ) 使用顯微鏡觀察。 實例3:當具有平均粒徑約〇e40ium之超细鎳粉之硫含量 為0.020¾重量比時，超细鎳粉粒子足夠球形，如圖5所示。 實例4:當具有平均粒徑約〇e42um之超细鎳粉之硫含量 為0.99¾重量比時*超细鎳粉粒子足夠球形，如圖6所示。 比較例3:當具有平均粒徑0。44a/ πι之超细鎳粉之硫含量 為0.0115K重量比時，具有角形粒子（六面體或八面體粒子） 對缌粒子之百分比增加，如圖7所示。 比較例4:當具有平均粒徑0.41/iia之超细鎳粉之硫含量 為1.5¾:重量比時，具有角形粒子（六面體或八面體粒子）對 總粒子之百分比增加，如圖8所示。

實例C 具有平均粒徑約Ι.Ομπι之超细鎳粉之硫含量改變*然後 使用顯微鏡觀察。 實例5:當具有平均粒徑約l.Oum之超细鎳粉之硫含量 為0.019%重量比時，超细鎳粉粒子足夠球形，如圖9所示。 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實例6 :當具有平均粒徑約0 . 9 9 u m之超细鎳粉之硫含量 為1.0¾重量比時*超细鎳粉粒子足夠球形，如圖10所示。 比較例5:當具有平均粒徑0.98um之超细鎳粉之硫含量 為0。010%重量比時，具有角形粒子（六面體或八面體粒子） 對總粒子之百分比增加，如圖11所示。 比較例6:當具有平均粒徑Ι.ίαιπ之超细鎳粉之硫含量 為1.3¾重量比時*具有角形粒子（六面體或八面體粒子）對 總粒子之百分比增加，如圖12所示。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格:(_210X 297公釐） _ ^ h - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 527242 一.， A 7 — B7 五、發明説明（8 ) 前逑结果合併顯示於表1。 表1

由前文可知，於其中超细鎳粉之硫含量為0.02至1.0¾重 量比之例，超细鎳粉變成充分球形。考慮超细鎳粉之粒子 製備為球形，原因為鎳粒子之表面增長於各個方向幾乎一 致進展。經由控制硫含量於適當範圍，超细鎳粉粒子可製 備成球形。 得自實例1 - 6及比較例1 - 6之個別粒子之裔用於生產層疊 -II - · ：—^ — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 527242 Λ7 Η 7 五、發明説明（9 ) 陶瓷電容器，當電容器燒结時檢視是否造成離層。超细鎳 粉之#個別印刷於生薄板上，其中其電介質厚度約為3 ^ 10 ，故晉之厚度為2/iin電極及介電層交替層叠使總層數為 200»然後壓縮多層體、切割及乾燥。去除黏结劑後，多 層體於1200 °C於氫氣及氮氣之混合氣體燒结。獲得3.2ιηιη 長、1β6ιηιη寬及厚之層昼電容器。 對如此所得300個層叠陶瓷電容器檢視是否產生裂隙及 /或離層，檢視结果已示於表1。表1中，裂隙或離層之發 生比$如下： Ο : 1¾或Μ下， 〇：大於U但低於10¾或Μ下， X :大於1 0 Γ但低於5 0 %或Μ下，及 X X :大於 50%。 如實例檷所示，當使用滿足本發明定義之特徵之超细鎳 粉時，裂隙及/或離層之發生率低，内電極可製作成薄層 。相反地，比較例中，由於其中樣本未符合本發明定義之 特徵，故產生許多裂隙及離層。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 前文說明中，超细鎳粉主要係就用作層疊陶瓷電容器之 内電極做說明。但本發明之超细鎳粉非僅限於此種用途， 而可應用於二次電池、燃料電池及其他之電極材料。 本發明提供一種超细鎳粉其具有滿意之粒子形狀及適合 多種用途，特別製作層叠陶瓷電容器之内電極為薄層，降 低其電阻，及防止於電容器燒结時生成離層及/或裂隙。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公蝥） 12

Claims (1)

1. 527242 ί U6〇8 Α8 Β8 C8 D8

   89. 1. 10 修正本 申請專利範圍 量 含 硫 含 包 其 粉 鏡 細 超 til 種 至 粒 均 平 及 至 產 生 第氣第 圍蒸圍 。 範.鎳範 m°利化利 α 專氯專 υ 請原請 i 申遷申 如氫如 o 2ffi3 徑 氣 由 係 末 粉 該 中 其 粉 鎳 細 超 之 項 用 係 末 粉 該 中 其 粉 鎳 细 超 之 項 用 係 末 粉 該 中 其 粉 鎳 细 超 之 項 2 第 〇 圍 器 範 容利 電專 瓷請 陶申 疊如 層 4· 於 徑 粒 均 平 該 中 其 粉 鎳 细 超 之 項 1X 第 。 圍 器範 容利 電專 瓷請 陶申 曼如 層5. 於 /i ο 1 至 11 ο bh ητν 而 m iu 6 ο 至 2 ο 為 由 係 末 粉 該 中 其 粉 鎳 细 超 ο 之 產 項 5Η生 第氣 圍蒸 範鎳 利化 專氯 請原 申遷 如氫 6.相 氣 用 係 末 粉 該 中 其 粉 II 細 超 之 項 5 第 。 範器 利容 專 電 請瓷 申陶 如叠 7.層 於 用 係 末 粉 該 中 其 粉 鎳 细 超 之 項 6 第 圍 〇 範器 利容 專 電 請瓷 申陶 如疊 8·層 於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）