[發明專利]一種鋅基二次電池用復合負極材料及其制備方法、鋅基二次電池

有效

• 申請號: 202010911776.4
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112038602B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 上官恩波;李林倩;王明煜;徐松;趙梁棟;李亮生;李鵬;駱力榮
• 申請（專利權）人: 河南超力新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/30;B82Y30/00
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1.一種鋅基二次電池用復合負極材料，其特征在于，所述鋅基二次電池用復合負極材料由鋅酸鈣納米片與納米鉍氧化物、碳材料組成的復合材料；所述鋅酸鈣納米片的厚度為10-100nm；所述的納米鉍氧化物分子式為Bi₂O_2.75，所述碳材料為石墨烯、碳納米管、乙炔黑、C₃N₄中的一種或兩種的組合；

所述鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法包括如下步驟：

1)將表面活性劑、醇類有機試劑、烷類有機試劑混合均勻得到透明溶液；

將可溶性鋅鹽溶于水中制成鋅鹽溶液，將可溶性鈣鹽溶于水中制成鈣鹽溶液；可溶性鋅鹽與可溶性鈣鹽的摩爾比為2:1；

將部分透明溶液滴加到堿溶液中攪拌8-24h，得到溶液A；

將部分透明溶液滴加到鋅鹽溶液中混合均勻，得到溶液B；

將部分透明溶液滴加到鈣鹽溶液中混合均勻，得到溶液C；

2)將鉍鹽和碳材料與溶液A混合均勻，然后在20-80℃下依次滴加加入溶液B和溶液C，攪拌8-72h；

3)將步驟2)中攪拌后的混合液在110-150℃下水熱反應5-14h，即得。

2.一種如權利要求1所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將表面活性劑、醇類有機試劑、烷類有機試劑混合均勻得到透明溶液；

將可溶性鋅鹽溶于水中制成鋅鹽溶液，將可溶性鈣鹽溶于水中制成鈣鹽溶液；可溶性鋅鹽與可溶性鈣鹽的摩爾比為2:1；

將部分透明溶液滴加到堿溶液中攪拌8-24h，得到溶液A；

將部分透明溶液滴加到鋅鹽溶液中混合均勻，得到溶液B；

將部分透明溶液滴加到鈣鹽溶液中混合均勻，得到溶液C；

2)將鉍鹽和碳材料與溶液A混合均勻，然后在20-80℃下依次滴加加入溶液B和溶液C，攪拌8-72h；

3)將步驟2)中攪拌后的混合液在110-150℃下水熱反應5-14h，即得。

3.根據權利要求2所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述的表面活性劑、醇類有機試劑、烷類有機試劑的體積比為(4.5-8):(4.5-7):(12-25)。

4.根據權利要求2所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鋅鹽為氯化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅、醋酸鋅中一種或幾種的組合。

5.根據權利要求2所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鈣鹽為氯化鈣、硝酸鈣、醋酸鈣中的一種或幾種的組合。

6.根據權利要求2所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述鋅鹽溶液的摩爾濃度為0.5-6mol/L；所述鈣鹽溶液的摩爾濃度為0.5-6mol/L。

7.根據權利要求2所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、油酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、吐溫-80、CTAB中的一種或幾種的組合；醇類有機試劑為正丙醇、異丙醇、正丁醇、正辛醇中的一種或幾種的組合；烷類有機試劑為環己烷、正庚烷、異辛烷中的一種或幾種的組合。

8.根據權利要求2所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述堿溶液由氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫中的至少一種溶于水得到。

9.根據權利要求8所述的鋅基二次電池用復合負極材料的制備方法，其特征在于，所述堿溶液的摩爾濃度為1-6mol/L。

10.一種鋅基二次電池，包括正極、負極、隔膜、電解液，其特征在于，所述負極包括如權利要求1所述的鋅基二次電池用復合負極材料。