[發(fā)明專利]一種海洋環(huán)境用堿性電池負極材料及使用該材料的電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210937821.2
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115000411B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王嘉軍;王文周;于金華;王能軍;李漢祥
• 申請（專利權(quán)）人: 臨沂華太電池有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/42;H01M6/04;B82Y30/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務(wù)所 37218
• 代理人: 李海霞

本發(fā)明公開一種海洋環(huán)境用堿性電池負極材料及使用該材料的電池，屬于電池能源材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明負極材料包括以下重量份的原料制備而成：鋅粉70?105份、復(fù)合導(dǎo)電乳20?40份、電解液50?80份、納米添加劑6?10份。首先本發(fā)明引入復(fù)合導(dǎo)電乳配方，提高導(dǎo)電性能；其次引入納米添加劑，可以極大的降低電池內(nèi)阻，提高電池高功率放電性能和長期貯藏性能。應(yīng)用本發(fā)明負極材料制備電池，適應(yīng)各類復(fù)雜特殊環(huán)境使用，電池性能穩(wěn)定，且原料簡單，成本低廉，應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池能源材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海洋環(huán)境用堿性電池負極材料及使用該材料的電池。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的衣住行都離不開能源的支撐。小到手機、平板電腦和智能家居等物件，大到電動汽車、智能電網(wǎng)等都已成為生活中必不可少的部分。然而傳統(tǒng)能源儲量有限、開采成本越來越高。而清潔能源如太陽能、風能、地熱能的使用則對當時環(huán)境的依賴性較強、存在輸送困難等問題。電池作為一種能源的儲存與轉(zhuǎn)換裝置主要應(yīng)用在三大領(lǐng)域，即交通動力領(lǐng)域、儲能電源領(lǐng)域和通訊領(lǐng)域。電池在我們普通的生活領(lǐng)域已經(jīng)得到了成熟的應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。

而對于特殊環(huán)境領(lǐng)域，諸如高鹽、高腐蝕等的海洋環(huán)境，環(huán)境的不同，對電池電性能、耐腐蝕性以及安全性能提出了更為苛刻的需求。諸如各類海洋探測傳感器，需要在深遠海海底長期工作，服務(wù)于海洋開發(fā)和國防需求。電源的有效穩(wěn)定供給是此類傳感器長期工作的重要保障，

堿性儲能體系屬于水相電解質(zhì)體系，因此具有極高的安全性，不存在燃燒爆炸的風險。水系電解質(zhì)還為電池提供了優(yōu)異的離子傳輸速率，使堿性電池具有很好的倍率性能表現(xiàn)。堿性電池的電極材料價格較低，對環(huán)境無潛在危害，制造工藝也較為簡單。另外，堿性電池結(jié)構(gòu)簡單，對生產(chǎn)工藝要求不高，后期維護也不復(fù)雜，使用壽命長，非常適合于大規(guī)模儲能。

然而目前的堿性電池并不能完全滿足嚴苛海洋環(huán)境的使用需求，海洋船舶長期浸泡于高濕、高鹽的環(huán)境下，船內(nèi)各類小型傳感器都需要電池電能的供應(yīng)，那么電池性能的穩(wěn)定將至關(guān)重要。而決定電池、電池組性能的無非是電極材料。堿性電池正極材料一般是鎳氧化物或氫氧化物，生產(chǎn)工藝已經(jīng)相對成熟。相比于正極材料，堿性電池負極材料存在的問題較大。因此，如何提升負極材料的性能才是實現(xiàn)堿性電池性能提升的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前堿性電池負極材料所存在的技術(shù)問題，提供一種新型堿性電池用電極材料及用該材料制備的電池，其適合海洋高鹽等特殊環(huán)境使用，電性能穩(wěn)定，安全性高，具有廣泛的應(yīng)用潛力。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種海洋環(huán)境用堿性電池負極材料，包括以下重量份的原料制備而成：鋅粉70-105份、復(fù)合導(dǎo)電乳20-40份、電解液50-80份、納米添加劑6-10份。

進一步的，所述鋅粉為無鉛無汞鋅粉，平均粒徑為10-100μm。

進一步的，所述電解液的組成為按照質(zhì)量比：氫氧化鉀：氧化鋅：水10:1:10。

進一步的，所述復(fù)合導(dǎo)電乳是包含以下重量份的原料混合而成：導(dǎo)電石墨30-40份、水溶性樹脂乳液8-18份、導(dǎo)電炭黑3-6份、導(dǎo)電高分子助劑2-4份、分散助劑2-4份、去離子水28-55份。

本發(fā)明復(fù)合導(dǎo)電乳的具體制備方法為：導(dǎo)電高分子助劑和分散助劑通過去離子水配制成水溶液；然后依次將導(dǎo)電石墨、水溶性樹脂乳液和導(dǎo)電炭黑加入到攪拌容器中，攪拌混合10-20min，然后加入配制好的水溶液，攪拌分散15-25min，再球磨20-30min，然后對球磨后的漿料超聲振蕩20-30min，得到復(fù)合導(dǎo)電乳。

更進一步的，所述導(dǎo)電石墨為平均粒徑小于30μm的微粉石墨。

更進一步的，所述水溶性樹脂乳液為等量的環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的混合乳液。