[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211043296.6
• 申請(qǐng)日: 2022-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116425189A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 上官恩波;楊春華;栗林坡;吳呈珂;陳明星;王志濤;王利媛;李晶;李全民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01G9/02
• 分類(lèi)號(hào): C01G9/02;C01G9/08;C01B32/05;H01M4/24;H01M4/26;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/30;H01M10/54
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

1.一種鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于具體過(guò)程為：

以硫酸鋅和廢舊石墨負(fù)極材料為主要原料，采用干法混合處理或濕法混合處理混合均勻后在惰性氣體氛圍下經(jīng)過(guò)高溫煅燒制得ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料；

或者以硫酸鋅和廢舊石墨負(fù)極材料為主要原料，采用干法混合處理或濕法混合處理與功能性金屬鹽或/和含氮高分子有機(jī)物混合均勻，在惰性氣體氛圍下經(jīng)過(guò)高溫煅燒制得ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料或金屬摻雜型ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料；

所述功能性金屬鹽為硫酸鋁、硫酸鈦、硫酸鉍、硫酸鉛、硫酸銦、硫酸錫、硫酸銻、硫酸鐿、硫酸釔、硫酸鉺、硫酸鑭、硫酸鋯或硫酸鉻中的一種或多種，含氮高分子有機(jī)物為丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、三聚氰胺或鹽酸多巴胺中的一種或多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：

步驟S1，將廢舊石墨負(fù)極材料經(jīng)過(guò)稀酸溶液浸泡后，淋洗，加入到去離子水中或者加入到含有含氮高分子有機(jī)物的去離子水中，攪拌形成流動(dòng)性好的粘稠廢舊石墨漿料備用；

步驟S2，將硫酸鋅溶解于去離子水中或者將硫酸鋅和功能性金屬鹽溶解于去離子水中，攪拌混合均勻制成鹽溶液，在不斷攪拌下將步驟S1得到的廢舊石墨漿料加入到鹽溶液中，攪拌混合均勻后干燥備用；

步驟S3，將步驟S2得到的混合物置于管式爐中，在惰性氣體氛圍下以1-10℃/min的升溫速率升溫至120-200℃恒溫10-120min，再以1-10℃/min的升溫速率升溫至500-850℃恒溫1-24h，然后冷卻至室溫，粉碎，篩分后得到ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料或金屬摻雜型ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：

步驟S1，將廢舊石墨負(fù)極材料經(jīng)過(guò)稀酸溶液浸泡后，淋洗，干燥備用；

步驟S2，將硫酸鋅和步驟S1得到的廢舊石墨負(fù)極材料或者將硫酸鋅、步驟S1得到的廢舊石墨負(fù)極材料和功能性金屬鹽或/和含氮高分子有機(jī)物混合均勻，再將混合物進(jìn)行高能球磨備用；

步驟S3，將步驟S2得到的混合物置于管式爐中，在惰性氣體氛圍下以1-10℃/min的升溫速率升溫至120-200℃恒溫10-120min，再以1-10℃/min的升溫速率升溫至500-850℃恒溫1-24h，然后冷卻至室溫，粉碎，篩分后得到ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料或金屬摻雜型ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料的制備方法，其特征在于：所述稀酸溶液為稀硫酸、稀硝酸或稀鹽酸；所述硫酸鋅、廢舊石墨負(fù)極材料、功能性金屬鹽與含氮高分子有機(jī)物的質(zhì)量比為10:1~10:0~1:0~0.4。

5.一種鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料，其特征在于是由權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的方法制得的。

6.一種鋅鎳二次電池負(fù)極板，其特征在于是由權(quán)利要求5所述的鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料制得的。

7.一種權(quán)利要求6所述的鋅鎳二次電池負(fù)極板的制備方法，其特征在于具體步驟為：將50wt%-85wt%的鋅鎳二次電池用ZnO@ZnS@C復(fù)合負(fù)極材料、2wt%-35wt%的添加劑和3wt%-20wt%的導(dǎo)電劑混合均勻，然后加入到由1wt%-5wt%的粘結(jié)劑配制的粘結(jié)劑水溶液中，攪拌均勻制得活性物質(zhì)漿料，再將制得的活性物質(zhì)漿料涂覆在負(fù)極基體上，經(jīng)過(guò)烘干，壓片，沖切制得鋅鎳二次電池負(fù)極板。