一种用于镍锌电池的负极材料的制备方法与流程

本发明属于电池领域，涉及一种用于镍锌电池的负极材料的制备方法。

背景技术：

镍锌电池是一种高性能绿色二次动力电池，具有比能量高，低温性能好和无记忆效应。在生产和使用过程中不会对环境造成污染，被誉为真正的“绿色电池”，具有广阔的研究前景。

镍锌二次电池的电化学反应是在碱性溶液中进行的反应，锌的反应速度主要受到液相扩散步骤影响。因热力学性质不稳定，致使充电产物锌酸盐及放电产物ZnO在碱性溶液中溶解，因而造成锌负极变形、枝晶生长以及钝化和自腐蚀等问题，使得电极失效和电池循环寿命的衰减。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种用于镍锌电池的负极材料的制备方法，所述的负极材料不溶于任何强碱溶液，同时其特有的笼型结构又可以让碱在其分子内部穿越；负极材料制造成本低廉，能够保证锌溴电池的高性能和长寿命，具有广泛的应用前景。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于镍锌电池的负极材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，室温下，将锌化合物和钛酸盐按质量比为1:0.2～4混合搅拌，保证二者混合均匀；所述的钛酸盐包括钛酸钾、钛酸钠、钛酸钙或钛酸锌；所属锌化合物包括氧化锌、氯化锌或锌酸盐。

第二步，将第一步得到的混合物加热烧结30分钟以上，得到负极材料；所述加热温度不小于100℃；所述的负极材料具有笼形结构，不溶于强碱溶液，能够用于镍锌电池。

本发明的有益效果是：本发明的有益效果是：本发明首次将多金属氧酸盐做为镍锌电池的负极材料，形成笼形结构，可以很好的吸附碱和传导OH^-，同时利用其不溶于任何碱的特性，保证锌溴电池的高性能和长寿命；该笼形结构还能够防止锌的枝晶问题；成本低廉，具有一定的应用价值和市场前景，为镍锌电池工业化提供可能。

附图说明

图1为负极材料的X射线粉末衍射谱图。

具体实施方式

以下对本发明做进一步说明。

实施例1

步骤1：将10克氧化锌和15克钛酸钾混合搅拌1小时待用。

步骤2：将步骤1中的待用材料放在坩埚中，在加热炉中于500摄氏度加热5小时，冷却后即得负极材料。将此复合材料覆涂于铜网上作为负极，与覆钴球型镍正极和微孔膜组成镍锌电池，电池开路1.80V，每毫克可以放出160毫安时的电量。

实施例2

步骤1：将20克氧化锌和25克钛酸钙混合搅拌1小时待用。

步骤2：将步骤1中的待用材料放在坩埚中，在加热炉中于700摄氏度加热3小时，冷却后即得负极材料。将此复合材料覆涂在铜网上作为负极，与覆钴球型镍正极，微孔膜组成镍锌电池，电池开路1.80V，每毫克可以放出150毫安时的电量。

实施例3

步骤1：将20克锌酸钾和15克钛酸锌混合搅拌1小时待用。

步骤2：将步骤1中的待用材料放在坩埚中，在加热炉中于300摄氏度加热7小时，冷却后即得负极材料。

实施例4

步骤1：将30克氯化锌和75克钛酸钠混合搅拌2小时待用。

步骤2：将步骤1中的待用材料放在坩埚中，在加热炉中于800摄氏度加热3小时，冷却后即得负极材料。