的制备包括以下步骤:
[0035]①除去碳材料内含有的金属杂质:由于纳米碳管、碳纤维是通过金属催化而得到的，因此在使用前需要除去金属杂质。一次称取的碳材料的质量可以为公斤级，如称取一定量的碳材料加入到浓硝酸中，得到悬浮液，静置24h，过滤，然后将过滤后的产物在浓硝酸中浸泡，静置24h后，再次过滤。
[0036]②表面功能化:将除去杂质的碳材料转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，在100-200°C之间的任意温度下反应设定时间，可以是1 -1 Oh之间的任意时间，然后自然冷却至室温。
[0037]③产物的处理:开盖倒出产物，过滤并用蒸馏水洗涤，在一定温度下干燥得到黑色粉末状的最终广品，干燥温度可以是30_100°C之间的任一温度。
[0038](实施例5、Ni(0H)2/纳米碳管的制备方法)
[0039]本实施例实施的Ni(0H)2/纳米碳管的制备包括以下步骤:
[0040]①Ni(0H)2/纳米碳管前驱物的制备:称取400mg表面修饰的碳纳米管，加入到200mL水中，超声分散;称取4克祖(勵3)2，祖(六(:)2，祖(:12或者附304溶解在1001^水中；将以上两个溶液搅拌混合，往混合溶液中滴加浓氨水同时搅拌，当溶液的pH= 10-11时，停止加入浓氨水，反应12h后，过滤，用蒸馏水洗涤，得到Ni (0H) 2/纳米碳管前驱物。
[0041]②水热处理Ni(0H)2/纳米碳管:将步骤①得到的前驱物分散到水中，转移到100mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，处理温度可以在120-200°C范围，时间10-56h，然后自然冷却至室温。
[0042]③产物的处理:开盖倒出产物，过滤并用水洗涤，离心分离，控温50°C干燥得到黑色粉末状的最终产品。
[0043](实施例6)
[0044]本实施例实施的Ni(0H)2/纳米纤维的制备包括以下步骤:
[0045]①Ni(0H)2/纳米纤维前驱物的制备:称取400mg表面修饰的碳纳米纤维，加入到200mL水中，超声分散;称取4克Ni(Ac)2，NiCl2或者NiS04溶解在100mL水中；将以上两个溶液搅拌、混合，往混合溶液中滴加浓氨水同时搅拌，当溶液的pH = 11时，停止加入浓氨水，反应12h后，过滤，用蒸馏水洗涤，得到Ni (0H) 2/纳米碳纤维前驱物。
[0046]②水热处理Ni(0H)2/纳米碳纤维:将步骤①得到的前驱物分散到水中，转移到100mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，处理温度可以在120-200°C范围，时间32h-56h，
然后自然冷却至室温。
[0047]③产物的处理:开盖倒出产物，过滤并用水洗涤，离心分离，控温50°C干燥得到黑色粉末状的最终产品。
[0048]这里，可以用表面修饰的导电碳黑、石墨烯等碳材料代替纳米纤维或碳管制备Ni(0H)2/碳黑复合材料、Ni(0H)2/石墨稀复合材料，其余条件不变。
[0049]这里可以用NaOH或Κ0Η溶液代替氨水，NaOH溶液浓度为0.05-lmol L—1之间，反应后的溶液的pH=9，其余条件相同。
[0050](实施例7)电池装配:将镍正极、锌负极中间夹隔着通过有改性聚丙烯毡与可湿性聚烯烃孔膜经粘结而成的复合隔膜，注入饱和氧化锌的质量浓度为30%的Κ0Η、质量浓度为2%的L1H和含有质量浓度为6%的聚丙烯酸钠电解液，最后封口制成软包的锌镍电池。[0051 ]电池性能测试:
[0052]①将实施例7制备的锌镍电池以18.5mA充电3分钟、20mA放电至电压为0.8V，根据放电曲线和放电容量，找其放电中点电压。计算电池的能量密度(见图3a)，同时测定电池的循环稳定性(见图3b)。
[0053]②将实施例7制备的锌镍电池以不同的充电电流和放电电流进行电池容量的测定，放电截止电压为0.8V，测试结果见图4，可以看到当充、放电电流为5mA/cm2,10mA/cm2，20mA/cm2，50mA/ cm2，电池的比容量分别为 182mAh/g，172mAh/g, 148mAh/g, 110mAh/g。
[0054]从以上测试结果可以看出，采用复合材料制备的电极可以有效的提高电池的能量密度和循环寿命，这应该归因于Ni(0H)2/碳复合材料作为电极时，由于含氧基团中的氧具有孤电子对，Ni2+具有空轨道，因此复合材料中活性物质和碳材料之间形成配位化学键，有利于在充放电过程中电子能够快速转移，减少电极的内阻，从而改善了电池的综合性能。
[0055]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种锌镍电池正极材料，其特征在于:所述锌镍电池正极材料为Ni (0H)2/碳材料复合材料，所述Ni(OH)2和碳材料以共价键结合形成Ni(OH)2/碳材料复合材料，所述碳材料为碳管、碳纤维、导电碳黑或石墨烯等。2.如权利要求1所述的锌镍电池正极材料，其特征在于:所述碳材料为表面具有含氧基团的碳材料。3.如权利要求2所述的锌镍电池正极材料，其特征在于:所述含氧基团为羰基、羧基或羟基中的一种或几种。4.一种如权利要求1-3任一项所述的锌镍电池正极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 1)去除碳材料中的杂质； 2)将碳材料进行氧化处理，得表面具有由含氧基团修饰的碳材料； 3)将表面具有含氧基团修饰的碳材料分散在水或有机溶剂中，然后加入镍盐溶液，搅拌，并加入碱性溶液调节pH至9-11，反应结束后，过滤、用水洗涤至中性，得Ni(OH)2/碳材料复合材料前驱物； 4)将Ni(OH)2/碳材料复合材料前驱物分散到水中，在120-200°C之间，反应时间在10-56小时，反应结束后，过滤、用水洗涤至中性，干燥，得Ni (OH) 2/碳材料复合材料。5.如权利要求4所述的锌镍电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述步骤1)中去除碳材料中的杂质的方法是:用浓硝酸浸泡碳材料，浸泡时间为12h。6.如权利要求5所述的锌镍电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述步骤2)中将碳材料进行氧化处理的方法是:将步骤1)中酸浸泡后的碳材料转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，反应温度为100-200°C、时间为l-10h，反应完后冷却至室温，将产物用水洗涤至中性，干燥，得到表面修饰的碳材料。7.如权利要求4所述的锌镍电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中的镍盐为NiCl2，Ni(N03)2，NiS04或Ni(Ac)2等，所述镍盐溶液的浓度为lmol L—、8.如权利要求4所述的锌镍电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中的碱性溶液为氨水、NaOH或K0H溶液。9.如权利要求4所述的锌镍电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中干燥Ni(0H)2/碳材料复合材料的温度小于150°C。10.—种使用如权利要求1-3任一项所述的锌镍电池正极材料制备的锌镍电池，其特征在于:所述电池的能量密度为160Wh/g时，循环稳定性不小于900次。
【专利摘要】本发明公开了一种锌镍电池正极材料的制备方法。其中包括碳材料的大规模改性，使其表面具有含氧基团，在水中或者有机溶剂中具有良好的分散性；还公开了Ni(OH)2/碳复合材料的制备方法。该材料用于正极和Zn负极构筑成软包NiZn电池，测试结果表明：该材料作为电极材料使用时，改善了电极的电接触性能，进而改善了包含该材料的电极和电池的整体电化学性能。
【IPC分类】H01M4/52, H01M4/36, H01M4/62, H01M10/30, H01M4/38, H01M4/583
【公开号】CN105449194
【申请号】CN201510962832
【发明人】关明云, 简妍, 汪冬明
【申请人】江苏理工学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月21日