本发明属于化学电源技术领域，尤其涉及一种新型碱性一次电池及其制备方法。
背景技术：
目前，水体系电解质的碱性一次电池有着安全性好、成本低以及高温放电性能好的优势，在民用和军用电池上应用十分广泛。然而，碱性一次电池单体电压一般低于1.6V，最高比能量一般在200Wh/Kg左右，与高比能锂离子二次电池相比，比能量不占优势；另外，碱性一次电池负极材料，如Zn、Al、Mg或Li等活泼金属在碱性电解液中，存在不同程度的自放电腐蚀析氢现象，带来一定的安全隐患，一般采用加入氧化铅或氧化汞等剧毒添加剂，降低氢析出电位，此种措施又存在一定的环境污染和制备风险；目前公知的硼化钒VB2材料在碱性一次电池体系中仅仅在空气电池中应用，电池电压较低。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种新型碱性一次电池及其制备方法，采用双极性电池结构，负极采用一种具有极高的比容量的VB2材料，理论容量可达4063mAh/g，实际最高比容量为2750mAh/g。
本发明一方面提供了一种新型碱性一次电池，其包括依次设置的正极、隔膜、双电极组件、隔膜和负极，其中所述负极包括硼化钒材料。
优选的，所述负极材料为硼化钒粉与醋酸银粉的混合物，其中所述硼化钒粉占所述混合物总重量的20％-85％。
优选的，所述正极包括80％-100％配比的醋酸银粉。
优选的，所述双电极组件包括镀银铜箔，所述镀银铜箔的一面设有所述负极，所述镀银铜箔的另一面设有所述正极。
优选的，所述隔膜为聚四氟乙烯隔膜条；所述正极外侧和负极外侧分别设有端板，所述端板为玻璃钢板或硬聚氯乙烯板。
优选的，所述电池内设有进出液通道，电解液设于所述进出液通道内，优选的所述电解液为0.8-2g/ml KOH溶液。
本发明另一方面提供了一种新型碱性一次电池的制备方法，包括步骤：
S1.负极制备，制备硼化钒负极，形成负极板；
S2.正极制备，制备氧化银正极，形成正极板；
S3.正极化成，将所述正极板和辅助极板组成化成电池，以5-15mA/cm2的电流密度将电池正极分压充至不低于2.05V；
S4.双电极组件制备，一块基板的两面分别涂上所述正极和负极，形成两个极性。
其中，所述S1步骤负极制备具体为：将银导网和硼化钒粉与醋酸银粉混合物进行压模，压模压力为5MPa-15MPa，保压时间5s-15s，优选的，所述硼化钒粉与醋酸银粉混合物中硼化钒粉的重量比为20％-85％。
其中，所述S2步骤正极制备具体为：将银导网和80％-100％重量比的醋酸银粉进行压模，压模压力为5MPa-15MPa，保压时间5s-15s。
优选的，所述S4步骤双电极组件制备后还包括步骤电池组装，依次安装端板、所述正极、隔膜、所述双电极组件、隔膜、所述负极、端板，留出进出液通道，其余空隙位置涂上环氧胶，常温固化12h以上。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明负极材料选用VB2，电池理论比容量为4063mAh/g，约为传统鱼雷动力电池用锌电极比容量(823mAh/g)的5倍。因此组装电池具有较高比能量。
2、该电池采用双极性电池结构，体系电压平台可达到1.1V左右。
3、本申请碱性一次电池负极材料不含Zn、Al、Mg或Li等活泼金属，在碱性电解液中，该电池体系理论上不发生析氢自放电反应，提高了电池使用寿命和安全性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的新型碱性一次电池的结构示意图
图2是本发明一实施例提供的新型碱性一次电池的放电曲线图
图中，1-正极；2-隔膜；3-双电极组件；4-负极；5-镀银铜箔；6-端板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明一实施例一方面提供一种新型碱性一次电池，如图1所示，其包括依次设置的正极1、隔膜2、双电极组件3、隔膜2和负极4，其中负极包括硼化钒材料。
负极4材料为硼化钒粉与醋酸银粉的混合物，其中硼化钒粉占混合物总重量的20％-85％。正极1包括80％-100％配比的醋酸银粉。双电极组件3包括镀银铜箔5，镀银铜箔5的一面设有负极4，镀银铜箔的另一面设有正极1。隔膜2为聚四氟乙烯隔膜条；正极1外侧和负极4外侧分别设有端板6，端板6为玻璃钢板或硬聚氯乙烯板。电池内设有进出液通道，电解液设于进出液通道内，优选的电解液为0.8-2g/ml KOH溶液。
本发明一实施例另一方面提供了一种新型碱性一次电池的制备方法，包括步骤：负极制备；正极制备；正极化成；双电极组件制备；电池组装；具体步骤如下：
1、负极制备：VB2粉末重量比为20％-85％，掺醋酸银粉当导电剂，将银导网和0.7-1.2gVB2粉末与醋酸银粉的混合物置入极板压模中，将压模放置于压机中，以5MPa-15MPa压力压制成型，保压时间为5s-15s，取出压模，掀开模盖，使模芯顶出极板并脱模取出极板。
2、正极制备：将银导网和2.5-3.3g含醋酸银80％-100％的醋酸银粉置入极板压模中，将压模放置于压机中，以5MPa-15MPa的压力压制成型，保压时间为5s-15s。取出压模，掀开模盖，使模芯顶出极板并脱模取出极板。
3、正极化成：将正极板和辅助极板组成化成电池，化成电解液为30％-50％的KOH溶液，以5-15mA/cm2的电流密度将电池正极分压充至不低于2.05V，后拆开化成电池，将化成后正极板洗涤至无碱，干燥，具体为用30℃-50℃蒸馏水洗涤至无碱，加酚酞试剂检验呈无色即可，其中辅助极板为银板或不锈钢板。
4、双电极组件：用导电银浆将一片负极粘贴在镀银铜箔的一面，在100-200℃下烘干0.5-1.5h，待冷却后在另一面用801胶浆将一片化成后的正极贴在镀银铜箔的另一面，常温晾干20-30h。
5、电池组装：依次安装端板6、正极1、聚四氟乙烯隔膜条2、双电极组件3、聚四氟乙烯隔膜条2、负极4、端板6，留出进出液通道，其余空隙位置涂上J133C型环氧胶，常温固化12h以上，其中端板为玻璃钢板或者硬聚氯乙烯板等。
如图2所示为本实施例在常温、常温湿搁置4h、高温、高温湿搁置4h下1A的放电曲线图，电池具有较高比能量。
本发明负极材料选用VB2，电池理论比容量为4063mAh/g，约为传统鱼雷动力电池用锌电极比容量(823mAh/g)的5倍。因此组装电池具有较高比能量；该电池采用双极性电池结构，体系电压平台可达到1.1V左右；本申请碱性一次电池负极材料不含Zn、Al、Mg或Li等活泼金属，在碱性电解液中，该电池体系理论上不发生析氢自放电反应，提高了电池使用寿命和安全性。
以上对本发明的一实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。