专利名称：高铁碱性电池正极材料的制作方法
技术领域：
本发明属于一种电池，特别是高铁碱性电池正极材料。
背景技术：
高铁作为电池的正极材料时，该电极反应为三电子反应，电池的电势以及能量都 比传统的锌锰电池高。而且这种材料价格低廉对环境无污染，因此受到电化学界的广泛注
辰、ο高铁酸盐物质在电池反应中可以得到3个电子，所以有相对较高的容量。高铁酸 锂的理论容量高达601Ah/kg。高铁酸钡的理论容量也有313Ah/kg。而Mn02的容量为308Ah/ kg。以高铁酸盐为正极材料取代商业锌锰电池中的Mn02即可组成高铁一次电池。其电池 反应为MFe04+3/2Zn — l/2Fe203+l/2Zn0+Mzn02在高铁电池中，可作为电池负极的材料也很多，包括锌、铝、铁、镉和镁等。目前国内外研究的铁电池有高铁和锂铁两种，高铁电池是以合成稳定的高铁酸盐 (K2Fe04、BaFe04等)，可作为高铁电池的正极材料来制作能量密度大、体积小、重量轻、寿 命长、绿色无污染。高铁酸盐放电后的产物为FeOOH或Fe203-H20，无毒无污染，对环境友 好。不需要回收。由于高铁酸盐导电性能特点，现有技术的高铁电池还存在不够成熟的不 足，尚未广泛生产应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种高铁碱性电池正极材料。本发明的高铁碱性电池正极材料，其特征在于所述正极材料以重量百分比计，由 95-99. 5%的高铁酸盐与0. 5-5%的二硼化镁或其衍生化合物构成。所述高铁酸盐可选用常 规K2Fe04、常规BaFe04、常规K2Fe04和常规BaFe04的高铁酸盐混合物、常规高铁酸盐和纳 米高铁酸盐的混合物的其中之一；所述常规高铁酸盐和述纳米高铁酸盐混合物，其中纳米 高铁酸盐为BaFe04或K2Fe04或BaFe04和K2Fe04混合物的纳米材料之一。所述二硼化镁 或二硼化镁的衍生化合物选用纳米级物料更好。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为 超导体二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物材料。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为 超导体纳米级物料。所述二硼化镁衍生化合物选用超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物可获最好 效果。所述二硼化镁衍生化合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物的纳米级物料。本发明与现有技术相比的有益效果是本发明的高铁碱性电池正极材料，具有无污染、安全、性能优良等优点。
具体实施例方式本发明的高铁碱性电池正极材料，可采用现有技术的原料、产品和现有制造技术 进行制造。
以重量百分比计，由95-99. 5%的高铁酸盐与0. 5_5 %的二硼化镁或其衍生化合 物构成。所述高铁酸盐可选用常规K2Fe04、常规BaFe04、常规K2Fe04和常规BaFe04的高 铁酸盐混合物、常规高铁酸盐和纳米高铁酸盐的混合物的其中之一；所述常规高铁酸盐和 述纳米高铁酸盐混合物，其中纳米高铁酸盐为BaFe04或K2Fe04或BaFe04和K2Fe04混合物 的纳米材料之一。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物选用纳米级物料更好。所述二硼 化镁或二硼化镁的衍生化合物为超导体二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物材料。所述二硼 化镁或二硼化镁的衍生化合物为超导体纳米级物料。所述二硼化镁衍生化合物选用超导体 Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物可获最好效果。所述二硼化镁衍生化合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O 化合物的纳米级物料。将上述原料进行球磨混合均勻即得本发明的高铁碱性电池正极材料。在高铁电池中，可作为电池负极的材料也很多，包括锌、铝、铁、镉和镁等。本发明的高铁碱性电池正极材料选择制造锌高铁碱性电池为代表，其实施效果如 下本发明的高铁碱性电池正极材料制造锌高铁碱性电池实施例，可采用现有技术的 原料、产品进行制造。本发明实施例为水溶液体系锌高铁碱性电池，其电池结构与现有技术的一样，由 金属顶帽，塑料套筒，负极，钢壳，金属外套，隔离层，正极材料环，负极集流拄，塑料底，金属 底盖绝缘垫圈组合构成。其电池制造工艺流程与现有技术的一样，先将正极材料(高铁酸盐与二硼化镁或 衍生化合物)、NaOH或KOH溶液、粘合剂经混勻、压制、烘干、粉碎后制成正极材料环；将负 极材料粉、NaOH或KOH溶液、粘合剂经混勻制成负极材料；然后将正极材料环、负极材料、隔 膜、负电极集流柱进行组装，加入NaOH或KOH溶液后，进行封口即得电池产品。其正极材料混合用的NaOH或KOH水溶液量，可按现有技术的一般比例规程进行， 无须特别控制，也可按配方中总量NaOH或KOH水溶液计，取15%加入；负极材料材料混合 用KOH水溶液量，可按现有技术的一般比例规程进行，无须特别控制，也可按配方中总量 KOH水溶液计，取10%加入。剩余KOH水溶液用于组装时加入。辅助材料粘合剂可为3%聚 乙烯醇水溶液，加入量控制在2%。锌负极采用现有技术的碱性电池锌负极配方和材料。正极材料，以重量百分比计，由98%的高铁酸盐与3%的二硼化镁或其衍生化合 物经球磨混合获得。(其高铁酸盐可选用常规K2Fe04、常规BaFe04、常规K2Fe04和常规 BaFe04的高铁酸盐混合物、常规高铁酸盐和纳米高铁酸盐的混合物的其中之一；或常规高 铁酸盐和纳米高铁酸盐混合物，其中纳米高铁酸盐为BaFe04或K2Fe04或BaFe04和K2Fe04 混合物之一的纳米材料。二硼化镁衍生化合物选用超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物或二硼化 镁的衍生化合物为超导体二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物材料。所得锌高铁碱性电池，按现有技术的方法进行放电试验，其放电结果，开路电压在 1. 6V-1. 65V，工作电压在1. 2V-1. 5V，放电平坦，85%以上的放电时间在1. 2-1. 5V。
权利要求
一种高铁碱性电池正极材料，其特征在于以重量百分比计，由95 99.5％的高铁酸盐与0.5 5％的二硼化镁或其衍生化合物构成。
2.根据权利要求1所述的高铁碱性电池正极材料，所述高铁酸盐，其特征在于所述高 铁酸盐为常规K2Fe04、常规BaFe04、常规K2Fe04和常规BaFe04的高铁酸盐混合物、常规高 铁酸盐和纳米高铁酸盐的混合物的其中之一；所述常规高铁酸盐和述纳米高铁酸盐的混合 物，其中纳米高铁酸盐为BaFe04、K2Fe04、BaFe04和K2Fe04混合物的纳米料之一。
3.根据权利要求1所述的高铁碱性电池正极材料，其特征在于所述二硼化镁或二硼 化镁的衍生化合物为纳米级物料。
4.根据权利要求1所述的高铁碱性电池正极材料，其特征在于所述二硼化镁或二硼 化镁的衍生化合物为超导体材料。
5.根据权利要求1所述的高铁碱性电池正极材料，其特征在于所述二硼化镁或二硼 化镁的衍生化合物为超导体纳米物料。
6.根据权利要求1所述的高铁碱性电池正极材料，其特征在于所述二硼化镁衍生化 合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物。
7.根据权利要求1所述的高铁碱性电池正极材料，其特征在于所述二硼化镁衍生化 合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物的纳米物料。全文摘要
本发明高铁碱性电池正极材料，以重量百分比计，由95-99.5％的高铁酸盐与0.5-5％的二硼化镁或其衍生化合物构成，具有无污染、安全、性能优良等优点，制得高铁碱性电池，其放电结果，开路电压在1.6V-1.65V，工作电压在1.2V-1.5V，放电平坦，85％以上的放电时间在1.2-1.5V。
文档编号H01M4/48GK101986448SQ201010500520
公开日2011年3月16日 申请日期2010年10月6日 优先权日2010年10月6日
发明者张雅静 申请人:张雅静