[發明專利]一種鎂基復合材料及該材料在鉛酸蓄電池中的應用及利用該材料制備鉛酸蓄電池的方法

有效

• 申請號: 201410728265.3
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104466120A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李宏斌
• 申請（專利權）人: 李宏斌
• 主分類號: H01M4/14
• 分類號: H01M4/14;H01M4/16;H01M4/46
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊亞婷

1.一種鎂基復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1.1)制備鎂合金粉末

將金屬鎂和其他金屬和/或非金屬混合均勻，在真空或保護氣體氣氛中熔煉，制備得到鎂合金化合物Mg_XM_Y，將鎂合金化合物破碎制備成鎂合金粉末，其中，M表示其他金屬和/或非金屬，X是鎂的摩爾數，Y是其他金屬和/或非金屬的總的摩爾數，0.5≤XX+Y<1;]]>

1.2)制備鎂合金/石墨烯納米復合材料

1.3)制備氧化物包覆的鎂合金/石墨烯納米復合材料

1.3.1)將鹽和/或酯溶解在水和醇的混合溶液中，在劇烈攪拌條件下，在溶液中通入惰性氣體，除去溶液中溶解的氧氣和二氧化碳，

1.3.2)在惰性氣體氣氛中，在劇烈攪拌條件下，將步驟1.2)制備得到的鎂合金/石墨烯復合材料加入溶液，制得混合均勻的懸濁液；在惰性氣體氣氛中，在劇烈攪拌條件下，緩緩逐滴滴加氨水，使氨水與可溶性鹽和/或酯發生反應生成氫氧化物沉淀，均勻地包覆在鎂合金/石墨烯復合材料表面，

1.3.3)將步驟1.3.2)制備得到的溶液在惰性氣體氣氛中過濾，得到氫氧化物包覆的鎂合金/石墨烯復合材料，用乙醇洗滌數次，將洗滌后得到氫氧化物包覆的鎂合金/石墨烯復合材料在惰性氣氛中煅燒冷卻到室溫，得到氧化物包覆的鎂合金/石墨烯納米復合材料。

2.根據權利要求1所述的鎂基復合材料的制備方法，其特征在于：

步驟1.1)中的其他金屬為鈷(Co)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鋁(Al)、鈦(Ti)、釩(V)、鋅(Zn)、鍺(Ge)、鉬(Mo)、銦(In)、銻(Sb)、鉍(Bi)、鋇(Ba)、鎢(W)、鈀(Pd)、鈮(Nb)、鋯(Zr)和鎵(Ga)中的一種或多種；

其它非金屬為硼(B)、碳(C)、氮(N)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)中的一種或多種；

熔煉溫度為500～1000℃，保護氣體為氮氣、氦氣和氬氣中的一種或多種。

3.根據權利要求2所述的鎂基復合材料的制備方法，其特征在于：

步驟1.2)中的石墨烯粉末為采用改進Hummers方法制備；鎂合金和石墨烯粉末的質量比為100:30～1。

4.根據權利要求1至3之一所述的鎂基復合材料的制備方法，其特征在于：

步驟1.3.1)中的鹽為可溶于水的硫酸鹽、硝酸鹽和醋酸鹽中的一種或多種；鹽的陽離子為鋁、鈦、鎂、鋅、錫、鋯、鈷、鎳、銅、鎢、鎵和釔中的一種或幾種，

所述醇包括乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇和乙二醇中的一種或多種；所述水和醇的體積比為100～40:1～60，

所述惰性氣體為氮氣、氦氣和氬氣中的一種或多種，

溶液中通入惰性氣體，除去溶液中溶解的氧氣和二氧化碳時間為1～10小時/升，

步驟1.3.2)中滴加氨水的量為氨和溶液中陽離子生成氫氧化物摩爾數的1～2倍，

步驟1.3.3)中的煅燒溫度為150～500℃，

所述鎂合金/石墨烯納米復合材料和氧化物的質量比為100:20～0.1。

5.權利要求1～4所述方法所制備的鎂基復合材料在鉛酸電池中作為電池活性材料和制備鉛酸電池時作為正負極極板活性材料的應用。

6.一種超低溫長壽命高容量鎂基鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于：

在制備鉛酸蓄電池的正極板和負極板的鉛膏時，正極板鉛膏和負極板鉛膏中均加入了一種活性物質，該活性物質是鎂基復合材料，該鎂基復合材料的制備方法如權利要求1至4之一所述。