[發明專利]一種鎳鋅電池負極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410552472.8
• 申請日: 2014-10-19
• 公開（公告）號: CN104300122A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 鄧型深;楊建文;游海平;楊斯
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: H01M4/26
• 分類號: H01M4/26;H01M4/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電極材料制備技術領域，特別涉及一種鎳鋅電池負極材料的制備方法。

背景技術

中國已經成為電池生產大國，其中以鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池為主。由于“血鉛”、“鎘米”、“砷毒”等重金屬污染，電池成本增高，市場上迫切需要具有環保、安全、低成本、高能量等性能的新型二次電池，因而鋅鎳電池成為了大家關注的焦點。但由于以氧化鋅為鋅鎳電池負極的二次電池存在枝晶、形變、鈍化和自放電等問題，使得鋅鎳二次電池在實際生產應用中受到制約，因此，如何解決上述問題以提高鋅電極的性能一直是人們的研究重點。人們試圖從負極添加劑、電解液、隔膜入手去解決上述問題，雖然取得了很大的進步，但問題并沒徹底解決。手性磷酸鋅鈉具有分子篩式的多孔狀結構，能作某些有機反應的催化劑,還具有良好的吸附性，已成為新型功能材料研究的熱點，也有望作為鋅鎳電池新型負極活性物質。

發明內容

本發明的目的是提供一種用手性磷酸鋅鈉作為鎳鋅二次電極的負極活性物質制備鎳鋅電池負極材料的方法。

具體步驟為：

(1)稱取14.870克分析純Zn(NO₄)₂·6H₂O和22.480克分析純Na₃PO₄·12H₂O。

(2)將步驟(1)稱取的分析純Na₃PO_4·12H₂O在研缽中磨成粉狀，研磨過程中加入0.25毫升PEG-400，再將步驟(1)稱取的分析純Zn(NO₄)_2·6H₂O分三次加入到分析純Na₃PO_4·12H₂O的研缽中，研磨30分鐘，用保鮮膜封好，置于60?℃烘箱中保溫6小時，然后用蒸餾水充分洗滌4次，抽濾，再用3毫升無水乙醇洗滌，在110℃下烘干2?小時即制得磷酸鋅鈉。

(3)按質量比8:1:1稱取步驟(2)制得的磷酸鋅鈉、石墨和乙炔黑置于研缽中研磨30分鐘，然后加入無水乙醇和PTFE乳液研磨成膏狀漿料，再將膏狀漿料涂覆在除過油的黃銅網上，然后置于60?℃的烘箱中烘干12小時，即制得鎳鋅電池負極材料。

本發明方法步驟簡單易行、成本低廉，所制得的電極材料具有性能穩定、環境友好、價格便宜和循環性能好的優點。

附圖說明

圖1?為本發明實施例制備的磷酸鋅鈉的X-射線衍射（XRD）圖譜。?

圖2?為本發明實施例制備的鋅負極與大面積泡沫鎳及氧化汞電極組成的三電極體系在1wt%LiOH+25wt%KOH電解液中測試循環1次、20次、50次的循環伏安曲線（掃描速率為1?mV/s）。

圖3?為本發明實施例制備的鋅負極與氫氧化鎳正極及1wt%LiOH+25wt%KOH電解液組裝成的模擬電池的第12次和50次的充放電曲線，在前12次電池屬于活化過程，從13次開始電池開始穩定循環。

圖4為本發明實施例制備的鋅負極與氫氧化鎳正極及1wt%LiOH+25wt%KOH電解液組裝成的模擬電池循環次數與比容量曲線。

具體實施方式

實施例：

(1)稱取14.870克分析純Zn(NO₄)₂·6H₂O和22.480克分析純Na₃PO₄·12H₂O。

(2)將步驟(1)稱取的分析純Na₃PO_4·12H₂O在研缽中磨成粉狀，研磨過程中加入0.25毫升PEG-400，再將步驟(1)稱取的分析純Zn(NO₄)_2·6H₂O分三次加入到分析純Na₃PO_4·12H₂O的研缽中，研磨30分鐘，用保鮮膜封好，置于60?℃烘箱中保溫6小時，然后用蒸餾水充分洗滌4次，抽濾，再用3毫升無水乙醇洗滌，在110℃下烘干2?小時即制得磷酸鋅鈉。X-射線衍射儀測定結果表明產物為具有手性結構的六方晶系磷酸鋅鈉（見附圖1）。

(3)按質量比8:1:1稱取步驟(2)制得的磷酸鋅鈉、石墨和乙炔黑置于研缽中研磨30分鐘，然后加入無水乙醇和PTFE乳液研磨成膏狀漿料，再將膏狀漿料涂覆在除過油的黃銅網上（涂覆面積為1cm×3cm、厚度約0.3mm），然后置于60?℃的烘箱中烘干12小時，即制得鎳鋅電池負極材料，其循環伏安曲線表明：經過50次循環完全沒有衰減，還原峰值電位基本穩定在-1.5249V?左右，氧化峰值電位也穩定-1.1836V左右（見附圖2）；有良好的充放電平臺（見附圖3），其比容量可為160?mAh/g~180?mAh/g，充放電性能良好（見附圖4）。