[發明專利]以微乳液法制備的硼化物為負極材料的堿性二次電池

有效

• 申請號: 201410363282.1
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105322160B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 吳鋒;白瑩;吳川;吳伯榮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/24;C01B35/04
• 代理公司: 北京迎碩知識產權代理事務所(普通合伙) 11512
• 代理人: 張群峰;錢揚保

1.一種堿性二次電池，其特征在于，所述堿性二次電池包括正極片、負極片、隔膜和堿性電解液，所述負極片的活性物為硼化物，所述硼化物的制備方法包括以下步驟：

(1)將可溶性金屬鹽溶液以及表面活性劑和助表面活性劑混合，得到微乳液，所述混合的條件包括：混合溫度為10℃-15℃，所述表面活性劑與所述助表面活性劑的質量體積比為0.15-2g/mL，所述可溶性金屬鹽溶液為CoCl₂或FeCl₃溶液，與所述助表面活性劑的體積比為0.1-1，濃度為0.1-1mol/L；

(2)將用堿或緩沖溶液調節pH值≥8的BH₄^-的水溶液加入到微乳液中，進行攪拌，然后進行固液分離，得到沉淀，所述加入的方式包括逐滴滴加，所述滴加的速率為1-25mL/min；

(3)將步驟(2)得到的沉淀進行清洗后降溫至-80℃以下，然后進行真空干燥，得到前驅體；

(4)將前驅體在惰性氣體保護下進行熱處理，得到硼化物；

步驟(4)中，所述熱處理的條件包括：溫度為150-600℃，時間為2h-48h，

其中，所述表面活性劑為HLB值為8-18的陽離子表面活性劑，或者為HLB值為8-18的陰離子表面活性劑，或者為HLB值為8-18的陽/陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的混合物，

所述用堿或緩沖溶液調節pH值≥8的BH₄^-的水溶液與所述助表面活性劑的體積比為0.1-1，所述用堿或緩沖溶液調節pH值≥8的BH₄^-的水溶液中BH₄^-的濃度為0.4-2mol/L，

步驟(1)中，所述混合的條件還包括：混合時間為10min-3h，混合的方式為攪拌，攪拌的速度為100-800rpm。

2.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，步驟(1)中，所述表面活性劑與所述助表面活性劑的質量體積比為0.5-1g/mL。

3.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，步驟(2)中，所述滴加的速率為5-15mL/min。

4.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，步驟(3)中，所述降溫至-80℃以下的方法包括：將沉淀直接放置于溫度為-80℃以下的冷阱中2-12h、將沉淀與冷阱一起降溫至-80℃以下并保存2-12h或者將沉淀置于液氮中10min-1h。

5.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，步驟(3)中，所述真空干燥的條件包括：真空度≤10.0Pa；真空干燥的時間為6-48h，真空干燥的溫度為-80～-160℃。

6.根據權利要求5所述的堿性二次電池，其中，步驟(3)中，真空干燥的時間為10-20h，真空干燥的溫度為-90～-120℃。

7.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，步驟(4)中，所述熱處理的條件包括：溫度為200-500℃，時間為4-16h。

8.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，所述陽離子表面活性劑為季銨化物陽離子表面活性劑中的一種或多種，所述陰離子表面活性劑為羧酸鹽陰離子表面活性劑、磺酸化物陰離子表面活性劑、硫酸化物陰離子表面活性劑中的一種或多種，所述非離子表面活性劑為聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性劑中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，所述助表面活性劑為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、異戊醇、正己醇、2-己醇、環己醇、1-辛醇、2-辛醇和雜醇油中的一種或多種。

10.根據權利要求1所述的堿性二次電池，其中，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氫氧化鋇和氨水中的一種或多種；

所述緩沖溶液為氨水-氯化銨緩沖溶液、硼砂-氯化鈣緩沖溶液或硼砂-碳酸鈉緩沖溶液；

所述BH₄^-的水溶液中的溶質為硼氫化鉀、硼氫化鈉和硼氫化鋁中的一種或多種。