一种镍基可充电电池及其制造方法
【专利说明】一种镍基可充电电池及其制造方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及二次电池领域，特别是涉及一种基于锰氧化还原的镍基可充电电池及 其制造方法。 【【背景技术】】
[0002] 未来社会的发展需要高容量和长寿命的可充电电池进行支撑，例如消费电子、电 动汽车和航空航天等领域均需要高容量电池。
[0003] 现有的可充电镍离子电池是一种以锰的氧化物材料为正极活性材料，以镍为负极 活性材料，以含镍离子的水溶液为电解液的可充电电池。常见的可充电镍离子电池以二氧 化锰为正极、镍为负极，含镍离子水溶液为电解液。这种镍离子电池储存电子的机理如下：
【主权项】
1. 一种镍基可充电电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：所述负极的活性材料 包括镍；所述正极的活性材料包括碳和二氧化锰复合材料，其中，所述碳和二氧化锰复合材 料是指在纳米碳材料载体的表面附着二氧化锰的材料或者是纳米碳材料和二氧化锰的混 合材料；所述电解液同时含有二价镍离子Ni 2+和二价锰离子Mn 2+。
2. 根据权利要求1所述的镍基可充电电池，其特征在于：所述纳米碳材料是碳纳米管、 石墨烯、碳60、多孔碳、泡沫碳、活性炭中的一种或者多种的混合物。
3. 根据权利要求1所述的镍基可充电电池，其特征在于：所述二氧化锰为此02氧化物， 或者MnO2氧化物及其水合物，或者MnO 2氧化物与一价或者二价金属阳离子的混合物。
4. 根据权利要求3所述的镍基可充电电池，其特征在于：所述MnO 2氧化物及其水合物 为晶态材料及其水合物，晶态材料的晶体结构是a、0、Y、S或e晶体结构类型。
5. 根据权利要求3所述的镍基可充电电池，其特征在于：所述MnO 2氧化物及其水合物 为非晶态材料及其水合物。
6. 根据权利要求1所述的镍基可充电电池，其特征在于：所述电解液是二价镍的可溶 性盐和二价锰的可溶性盐的水溶液。
7. -种镍基可充电电池的制造方法，其特征在于：包括如下步骤： 制造以碳和二氧化锰复合材料为活性材料的正极，其中，所述碳和二氧化锰复合材料 是指在纳米碳材料载体的表面附着二氧化锰的材料或者是纳米碳材料和二氧化锰的混合 材料；制造以镍为活性材料的负极；制备同时含有二价镍离子Ni 2+和二价锰离子Mn 2+的电 解液； 将所述正极、负极和电解液进行封装，制得所述镍基可充电电池。
8. 根据权利要求7所述的镍基可充电电池的制造方法，其特征在于：所述电解液是二 价镍的可溶性盐和二价锰的可溶性盐的水溶液。
9. 根据权利要求7所述的镍基可充电电池的制造方法，其特征在于：所述纳米碳材料 是碳纳米管、石墨烯、碳60、多孔碳、泡沫碳、活性炭中的一种或者多种的混合物。
10. 根据权利要求7所述的镍基可充电电池的制造方法，其特征在于：所述正极的制作 的步骤包括：将所述正极的活性材料与导电剂、粘结剂混合后涂覆于正极载体上，制得所述 正极。
【专利摘要】本发明公开了一种镍基可充电电池及其制造方法，镍基可充电电池包括正极、负极和电解液，所述负极的活性材料包括镍；所述正极的活性材料包括碳和二氧化锰复合材料，其中，所述碳和二氧化锰复合材料是指在纳米碳材料载体的表面附着二氧化锰的材料或者是纳米碳材料和二氧化锰的混合材料；所述电解液同时含有二价镍离子Ni2+和二价锰离子Mn2+。制造时，先制造以碳和二氧化锰复合材料为活性材料的正极，然后制造以镍为活性材料的负极，制备同时含有二价镍离子Ni2+和二价锰离子Mn2+的电解液；最后，将所述正极、负极和电解液进行封装，制得所述镍基可充电电池。本发明得到的电池具有高容量，且循环寿命长的特点。
【IPC分类】H01M10-36, H01M10-38
【公开号】CN104868178
【申请号】CN201510145379
【发明人】徐成俊, 杨倩, 陈彦伊, 康飞宇
【申请人】清华大学深圳研究生院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年3月30日