[發(fā)明專(zhuān)利]一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110096445.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112838213A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李思睿;李政文;王瀚民;黎少偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州倬粵電能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/62
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/62;H01M4/42;H01M6/04
• 代理公司: 上海微策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31333
• 代理人: 張靜

本發(fā)明涉及鋅錳電池技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，尤其涉及一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池及其制備方法，包括外殼，正極環(huán)，負(fù)極鋅膏，隔膜和電解液一；所述負(fù)極鋅膏的原料包括，按照重量比計(jì)，46～65％改性納米鋅粉，3～7％粘結(jié)劑，27～46％電解液二和1～4％添加劑。本發(fā)明制備得到的含有改性納米鋅粉的鋅錳電池采用碳量子點(diǎn)錨固和包覆納米鋅粉技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)電池實(shí)際容量、庫(kù)倫效率高，實(shí)用性強(qiáng)；(2)電池循環(huán)壽命大于1000次，使用壽命長(zhǎng)；(3)電池耐溫寬，能夠在?30℃?100℃條件下正常工作；(4)電池不添加任何含鉛含汞材料，安全環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋅錳電池技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域，尤其涉及一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池及其制備方法。

背景技術(shù)

電池(Battery)指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。具有正極、負(fù)極之分。隨著科技的進(jìn)步，電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置。理想的電池器件需具備大容量、可逆性強(qiáng)、快充快放、成本低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的堿錳電池、鋰離子電池、鉛酸電池、鎘鎳電池以及各種電容器被廣泛研究并在生活中得以應(yīng)用。鉛酸電池作為能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，因電壓穩(wěn)定、使用方便，曾被廣泛應(yīng)用于啟動(dòng)電源、備用電源、動(dòng)力電源、儲(chǔ)能電源等領(lǐng)域，但是鉛酸電池存在著無(wú)法被忽視的環(huán)保問(wèn)題，在鉛酸電池的制造和回收過(guò)程中，都容易產(chǎn)生環(huán)境污染。鋅錳電池由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全環(huán)保、成本低廉等特點(diǎn)，在電池領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注；而且Zn/MnO2電池對(duì)于組裝環(huán)境的要求較低、器件組裝簡(jiǎn)易，在柔性及可穿戴領(lǐng)域也有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這些特點(diǎn)使得鋅錳電池的應(yīng)用前景廣闊。

中國(guó)專(zhuān)利CN201910905455.0提供了一種含有改性納米鋅粉的堿性鋅錳電池，采用籠型倍半硅氧烷納米鋅粉對(duì)納米鋅粉進(jìn)行改性，輔以離子液體改性籠型倍半硅氧烷、乙醇胺磷酸酯和乙醇胺磷酸酯衍生物的協(xié)同作用，在對(duì)納米鋅粉起到分散作用的同時(shí)，使其與納米鋅粉具備良好的配位螯合作用，提高了電池整體性能的均一性，從而延長(zhǎng)了電池的放電性能和使用壽命。但是該發(fā)明的配方復(fù)雜，工藝繁瑣，成本較高，大量的摻雜更加考驗(yàn)原料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，局限了其實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。基于此，制備一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池成為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)提供一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋅離子電池實(shí)際容量有限，耐溫性差的缺陷，采用簡(jiǎn)單工藝即可獲得循環(huán)壽命長(zhǎng)，能量密度高，耐溫寬的鋅錳電池。

本發(fā)明第一方面提供了一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池，包括外殼，正極環(huán)，負(fù)極鋅膏，隔膜和電解液一；所述負(fù)極鋅膏的原料包括，按照重量比計(jì)，46～65％改性納米鋅粉，3～7％粘結(jié)劑，27～46％電解液二和1～4％添加劑。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述改性納米鋅粉為碳量子點(diǎn)包覆納米鋅粉。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述碳量子點(diǎn)包括納米金剛石，石墨烯量子點(diǎn)，熒光碳顆粒中的至少一種。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述碳量子點(diǎn)為石墨烯量子點(diǎn)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述碳量子點(diǎn)包覆納米鋅粉中納米鋅粉的粒徑為200-600目。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述粘結(jié)劑包括羧甲基纖維素，硅酸鈉，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸酯中的至少一種。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述添加劑為籠型倍半硅氧烷。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述籠型倍半硅氧烷包括乙烯基-POSS，氨基-POSS，環(huán)氧基-POSS，羥基-POSS中的至少一種。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電解液二為質(zhì)量濃度為32-40％的堿金屬水溶液。

本發(fā)明第二方面提供了一種含有改性納米鋅粉的鋅錳電池，所述含有改性納米鋅粉的鋅錳電池的制備步驟包括：

S1.制備改性納米鋅粉；