[發(fā)明專利]高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料及其制備方法與制備的鐵電極

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710023046.9
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN107068991A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱丁;劉平;陳云貴;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/24;H01M10/30
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司51202
• 代理人: 呂建平,周敏

1.一種高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料，其特征在于包括選自Fe、FeO、Fe₃O₄中至少一種的基體組分和選自改性元素La、Ce、Nd、Sm、Y、Zn、Cu、Co、Ni中至少一種的氧化物或鹽的改性組分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料，其特征在于所述改性組分中的改性元素在鐵負(fù)極材料金屬元素中的摩爾百分含量為0.1％～25％。

3.權(quán)利要求1或2所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟：

(1)用去離子水配制濃度為0.1～0.2mol/L的硫酸亞鐵溶液，向所得溶液中加入添加劑得到混合液Ⅰ，所述添加劑為La(NO₃)₃·6H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O、Nd(NO₃)₃·6H₂O、Sm(NO₃)₃·6H₂O、Y(NO₃)₃·6H₂O、ZnSO₄·7H₂O、CuCl₂·2H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、NiSO₄·6H₂O中的至少一種，添加劑的添加量為使混合液Ⅰ中添加劑中的金屬離子在混合液Ⅰ中金屬陽離子中的摩爾百分含量為0.1％～25％；

用去離子水配制NaOH與KNO₃的混合溶液，使混合溶液中NaOH濃度為1.80～1.90mol/L，KNO₃濃度為0.30～0.35mol/L，向所得混合溶液中加入混合液Ⅰ中的硫酸亞鐵質(zhì)量2.5％～3.5％的乙炔黑，并超聲分散均勻，得到混合液Ⅱ；

(2)將混合液Ⅰ加熱至90～95℃，在攪拌下將混合液Ⅱ加入混合液Ⅰ中，所述混合液Ⅰ與混合液Ⅱ的體積比為(3～5):1，繼續(xù)保溫?cái)嚢柚辽僖恍r，靜置冷卻，過濾，用去離子水洗滌至濾液中不含硫酸根，得到固體；

(3)將所得固體在保護(hù)氣氛下于750～850℃還原2～3h，得到鐵負(fù)極材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中攪拌速率為150～350轉(zhuǎn)/分。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(3)還原結(jié)束后將還原所得產(chǎn)物粉碎得到鐵負(fù)極材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中保護(hù)氣氛為氬氣或氮?dú)狻?/p>

7.權(quán)利要求1或2所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料構(gòu)成的鐵電極，其特征在于由集流體和涂覆在集流體上的活性物質(zhì)層構(gòu)成，所述活性物質(zhì)層由92wt％～95wt％的鐵負(fù)極材料、3wt％～5wt％的導(dǎo)電劑和2wt％～3wt％的粘結(jié)劑組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料構(gòu)成的鐵電極，其特征在于所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑或乙炔黑。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料構(gòu)成的鐵電極，其特征在于所述粘接劑為羧甲基纖維素和聚四氟乙烯。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述高庫倫效率低溫倍率型鐵負(fù)極材料構(gòu)成的鐵電極，其特征在于所述集流體為泡沫鎳。