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鋅鎳電池負(fù)極材料及制備方法和負(fù)極與流程

921   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:山東合泰新能源有限公司  
2023-10-11 11:38:18
1.本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種鋅鎳電池負(fù)極材料及制備方法和負(fù)極。 背景技術(shù): 2.鋅鎳電池具有安全性高、不燃燒不爆炸、環(huán)保經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量比能量高等優(yōu)點,成為當(dāng)下新能源行業(yè)較為熱門的電池之一。與現(xiàn)有的二次堿性電池比較,鋅鎳電池質(zhì)量比能量密度可達(dá)到80-120wh/kg,遠(yuǎn)高于鉛酸電池和鎘鎳電。另外,鋅鎳電池?zé)o毒無污染,與現(xiàn)有的鎳鎘電池相比,具有很大的優(yōu)勢;而與現(xiàn)有的鋰離子電池相比,其具有安全性高,不燃燒不爆炸,可在安全性要求更高的領(lǐng)域使用。并且鋅作為電池負(fù)極的主要材料,其價格低廉,降低了電池的制造成本。最后,鋅鎳電池高倍率性能優(yōu)越,可進(jìn)行大電流的充放,且低溫性能良好,使其成為動力電池領(lǐng)域最具潛力的電池之一。 3.但是鋅鎳電池的使用壽命較短,這成為了長期制約鋅鎳電池發(fā)展的主要問題。而造成鋅鎳電池壽命短的原因包括:正負(fù)極材料、電解液、隔膜等缺陷,電池的結(jié)構(gòu),裝配工藝等,其中關(guān)鍵的因素在于正負(fù)極材料的選擇。鋅鎳電池的金屬鋅負(fù)極會與水反應(yīng)造成自放電,導(dǎo)致氫氣的釋放,引起電池安全問題;尤其是鋅負(fù)極易出現(xiàn)變形、枝晶、腐蝕和鈍化等問題,從而導(dǎo)致鋅鎳電池自放電較大,這是長期制約鋅鎳電池發(fā)展的主要問題之一。 技術(shù)實現(xiàn)要素: 4.針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何抑制鋅鎳電池的自放電,延長電池的使用壽命。 5.為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明第一方面提供一種鋅鎳電池負(fù)極材料,包括活性物質(zhì)、表面活性劑、粘結(jié)劑、添加劑和分散劑,所述活性物質(zhì)為硫摻雜碳包覆鋅酸鈣晶體。 6.進(jìn)一步地,所述負(fù)極材料的原料質(zhì)量比為活性物質(zhì):表面活性劑:粘結(jié)劑:添加劑:分散劑=(5-7):(0.05-0.25):(0.5-1):(0.01-2):(2-3)。各物料在質(zhì)量配比在該質(zhì)量配比范圍內(nèi),可以得到性能最佳的負(fù)極材料,表面活性劑與硫摻雜碳包覆鋅酸鈣晶體配合,可有效的提高鋅酸鹽的溶解沉積,提高電極的使用壽命和效率。 7.進(jìn)一步地,所述表面活性劑選自以下一種或多種:聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、環(huán)糊精、聚丙烯酸鈉、聚山梨酯-80、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、乙二胺、乙醚和錫酸鈉。表面活性劑分子吸附于鋅表面,使充電過電位加大,并改變鋅沉積形貌,降低鋅的比表面積。 8.進(jìn)一步地,所述硫摻雜碳包覆鋅酸鈣晶體的原料包括氧化鋅、親水性氫氧化鈣、碳源、含硫化合物和去離子水,各原料的質(zhì)
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