[發明專利]鋅鎳二次電池負極材料鋅鈦多元層狀氧化物及其制備方法和使用該負極材料的電池

有效

• 申請號: 201710782785.6
• 申請日: 2017-09-03
• 公開（公告）號: CN107697897B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 李晶;上官恩波;寧颯爽;李耀;李全民
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;C01G9/00;C01G23/00;H01M4/24;H01M4/48;H01M10/30
• 代理公司: 41139 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 路寬<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.鋅鎳二次電池負極材料，其特征在于包括鋅鈦多元層狀氧化物，該鋅鈦多元層狀氧化物由前驅體鋅鈦多元層狀氫氧化物[Zn_xTi_yM_z(OH)₂]·[(A^a-)_n·mH₂O]在惰性氣體保護下于300-800℃高溫煅燒而得，其中A^a-為CO₃^2-、BO₂^-、PO₄^3-、SO₄^2-、OH^-、Cl^-、F^-、S^2-、MoO₄^2-、WO₄^2-、檸檬酸根、硼酸根、苯甲酸根、十二烷基苯磺酸根、十二烷基硫酸根或十二烷基磺酸根中的一種或多種，M為Cu、Bi、Ce、Sn或In，0.9≥x≥0.5，0.5＞y>0，0.5＞z＞0，x+y+z=1，m >0，n >0。

2.一種權利要求1所述的鋅鎳二次電池負極材料的制備方法，其特征在于所述鋅鈦多元層狀氧化物的具體合成步驟為：

（1）在通風櫥中，將四氯化鈦溶液溶于去離子水中，加入可溶性鋅鹽，將四氯化鈦與可溶性鋅鹽的投料摩爾比控制為1≤Zn/Ti≤9，再加入可溶性銅鹽、可溶性鉍鹽、可溶性鈰鹽、可溶性錫鹽或可溶性銦鹽中的一種和尿素，攪拌后配制成摩爾濃度為0.5-7mol/L的復合鹽溶液；

（2）將復合鹽溶液移入水熱反應釜中于100-200℃水熱處理4-72小時，然后進行過濾，獲得中間產物白色粉末；

（3）將白色粉末轉移到由堿性氫氧化物、磷酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、氯化鹽、氟化鹽、碳酸鹽、偏硼酸鹽、硼酸鹽、檸檬酸鹽、苯甲酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基硫酸鹽或十二烷基磺酸鹽中的一種或多種配制的總摩爾濃度為0.1-7mol/L的溶液中，在惰性氣體氮氣或氬氣氣氛或空氣氣氛下于25-200℃處理1-24h，再經過濾、洗滌、干燥得到中間產品；

（4）將所得中間產品在惰性氣體氮氣或氬氣氣氛下于300-800℃高溫煅燒1-20小時得到目標產品鋅鈦多元層狀氧化物。

3.根據權利要求2所述的鋅鎳二次電池負極材料的制備方法，其特征在于：所述可溶性鋅鹽為硝酸鋅、硫酸鋅、醋酸鋅或氯化鋅；所述可溶性銅鹽為硝酸銅、硫酸銅、醋酸銅或氯化銅；所述可溶性鉍鹽為硝酸鉍、硫酸鉍、醋酸鉍或氯化鉍；所述可溶性鈰鹽為硝酸鈰、硫酸鈰、醋酸鈰或氯化鈰；所述可溶性錫鹽為硝酸錫、硫酸錫、醋酸錫或氯化錫；所述可溶性銦鹽為硝酸銦、硫酸銦、醋酸銦或氯化銦。

4.根據權利要求2所述的鋅鎳二次電池負極材料的制備方法，其特征在于：所述堿性氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰。

5.根據權利要求2所述的鋅鎳二次電池負極材料的制備方法，其特征在于：所述磷酸鹽為磷酸鉀、磷酸氫鈉或磷酸鈉中的一種或多種；所述鎢酸鹽為鎢酸鉀、鎢酸鈉或鎢酸鋰中的一種或多種；所述鉬酸鹽為鉬酸鉀或鉬酸鈉一種或多種；所述氯化鹽為氯化鉀或氯化鈉中一種或多種；所述氟化鹽為氟化鉀或氟化鈉中一種或多種；所述碳酸鹽為碳酸鉀或碳酸鈉中一種或多種；所述偏硼酸鹽為偏硼酸鉀、偏硼酸鈉或偏硼酸鋰中的一種或多種；所述硼酸鹽為硼酸鉀、硼酸鈉或硼酸鋰中的一種或多種；所述檸檬酸鹽為檸檬酸鉀和檸檬酸鈉中的一種或兩種；所述苯甲酸鹽為苯甲酸鉀和苯甲酸鈉中的一種或兩種；所述十二烷基苯磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉；所述十二烷基硫酸鹽為十二烷基硫酸鈉；所述十二烷基磺酸鹽為十二烷基磺酸鈉。

6.一種鋅鎳二次電池負極板，其特征在于：所述鋅鎳二次電池負極板是由權利要求1所述的鋅鎳二次電池負極材料制備而成的，該鋅鎳二次電池負極材料用作主要活性物質或/和氧化鋅負極添加劑。