[發(fā)明專利]堿性二次電池負(fù)極材料[CuxZnyNizFe2O4]及使用該負(fù)極材料的電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710782777.1
• 申請日: 2017-09-03
• 公開（公告）號: CN107706367B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上官恩波;王芹;李晶;付淑倩;常照榮;李全民
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/52;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/24
• 代理公司: 41139 新鄉(xiāng)市平原智匯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 路寬<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國

1.堿性二次電池負(fù)極材料在制備堿性二次電池負(fù)極板中的應(yīng)用，其特征在于：所述堿性二次電池負(fù)極材料由尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]或尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]與碳材料組成的復(fù)合材料構(gòu)成，其中0.95≥x≥0.5，0.5＞y＞0，0.5＞z＞0，x+y+z=1；堿性二次電池負(fù)極板包括負(fù)極載體和負(fù)極載體上或內(nèi)的活性物質(zhì)，該活性物質(zhì)由以下重量百分配比的原料制備而成：尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]負(fù)極材料50%-90%、添加劑5%-40%、導(dǎo)電劑1%-20%和粘結(jié)劑水溶液0.5%-5%或尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]與碳材料組成的復(fù)合負(fù)極材料55%-90%、添加劑5%-40%和粘結(jié)劑水溶液0.5%-5%；所述添加劑為硫酸鎳、硫化鎳、硫化亞鈷、氧化鉍、硫化鉍、硫化亞鐵、羰基鐵粉、四氧化三鐵、四硫化三鐵、氧化鋅、氧化釔、氧化鉺、氧化亞錫、二氧化鈰、二氧化鈦或短纖維中的至少兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)石墨、鱗片石墨、乙炔黑、科琴黑、超導(dǎo)炭黑、碳納米管、石墨烯、氧化亞鈦、鎳粉、鈷粉、銅粉或錫粉中的一種或多種；所述粘結(jié)劑為聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素中的一種或多種；所述負(fù)極基體為穿孔鋼帶、三維立體鋼帶、不銹鋼網(wǎng)、發(fā)泡鎳、發(fā)泡銅、發(fā)泡鐵或銅網(wǎng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性二次電池負(fù)極材料在制備堿性二次電池負(fù)極板中的應(yīng)用，其特征在于：所述尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]與碳材料組成的復(fù)合材料中碳材料為鱗片石墨、碳納米管、氧化石墨烯、乙炔黑、科琴黑或碳纖維，復(fù)合材料中碳材料的質(zhì)量百分含量為0.1%-20%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性二次電池負(fù)極材料在制備堿性二次電池負(fù)極板中的應(yīng)用，其特征在于所述尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]負(fù)極材料的具體合成步驟為：

（1）將可溶性銅鹽、可溶性鐵鹽、可溶性鎳鹽和可溶性鋅鹽加入到去離子水中配制成摩爾濃度為0.5-7mol/L的銅鐵鎳鋅復(fù)合鹽溶液；

（2）將堿性氫氧化物溶于去離子水中配制成摩爾濃度為1-8mol/L的堿性溶液；

（3）于15-80℃將堿性溶液加入到銅鐵鎳鋅復(fù)合鹽溶液中，持續(xù)攪拌直至反應(yīng)完成后混合液的pH值為7-14；

（4）將混合液轉(zhuǎn)入水熱反應(yīng)釜中于100-180℃水熱反應(yīng)1-48h，冷卻至室溫后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到褐色粉末；

（5）在惰性氣體氮?dú)饣驓鍤鈿夥栈蚩諝鈿夥障拢瑢⒑稚勰┯?00-800℃熱處理1-24h，研磨，過篩后得到目標(biāo)產(chǎn)品尖晶石型結(jié)構(gòu)鐵酸鹽[Cu_xZn_yNi_zFe₂O₄]負(fù)極材料。