[發明專利]一種復合雙金屬硼化物的堿性水溶液電解質體系電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910111496.2
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN109850912B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王雅東;程旭;張健;劉毅騰;曽招維
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C01B35/04
• 分類號: C01B35/04;H01M4/58;H01M10/38;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

1.一種復合雙金屬硼化物材料作為堿性水溶液電解質體系電池正極的應用，其作為正極材料使用時的正極反應電對為金屬氫氧化物/羥基氧化物電對；所述復合雙金屬硼化物材料為非晶態的納米球形顆粒，其中鎳鈷元素與硼元素形成雙金屬硼化物Co-Ni-B，其采用微乳液制備方法制備，制備方法包括以下步驟：

a)將表面活性劑分散溶解到去離子水和油相的混合溶液中配置成微乳液；

b)將含有鎳元素和鈷元素的可溶性離子化合物分散到微乳液中；

c)將含有BH₄^-的堿性水溶液邊攪拌邊加入到微乳液中反應生成黑色沉淀；

d)將得到的黑色沉淀過濾并洗滌，在氮氣氣氛或者真空中干燥得到最終產物。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：鈷元素與鈷鎳元素摩爾總量之比為30%-70%。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：復合雙金屬硼化物的堿性水溶液電解質體系電池正極材料的粒徑為20-100nm。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的復合雙金屬硼化物的堿性水溶液電解質體系電池正極材料的BET比表面積為大于96m²/g。

5.根據權利要求1的應用，其特征在于：步驟a)所述的表面活性劑與去離子水的比例濃度為0.01-0.2g/ml，油相與去離子水的體積比例為1：1-10，分散方式為機械攪拌或超聲分散；步驟c）中的BH₄^-濃度為0.1-5mol/L，堿性溶液的PH值大于8；攪拌方法包括機械攪拌或超聲分散；步驟d）中過濾方式包括直接過濾，抽濾或者離心，干燥條件為干燥時間4-24h，干燥溫度為30-90℃。

6.根據權利要求1的應用，其特征在于：步驟a)所述的表面活性劑包括聚乙二醇、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、單硬脂酸甘油酯、油酸、聚氧丙烯羊毛醇醚中的一種或多種。

7.根據權利要求1的應用，其特征在于：步驟a)所述的油相為環己烷，正丁烷、異丁烷、正戊烷、新戊烷、異戊烷、新己烷、正己烷、異己烷、正辛烷、異辛烷中的一種或多種。

8.根據權利要求1的應用，其特征在于：步驟c)所述BH₄^-的水溶液中的溶質為硼氫化鉀、硼氫化鈉和硼氫化鋁中的一種或多種；所述的堿性溶液溶質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰，氨水以及氨水-氯化銨緩沖溶液、硼砂-氯化鈣緩沖溶液或硼砂-碳酸鈉緩沖溶液中的一種或多種。

9.根據權利要求1的應用，具體應用方法為：將復合雙金屬硼化物材料作活性組分，制成電極，然后將其作為正極使用。