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锌镍电池负极材料及制备方法和负极与流程

890   编辑:中冶有色网   来源:山东合泰新能源有限公司  
2023-10-11 11:38:18
1.本发明涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种锌镍电池负极材料及制备方法和负极。 背景技术: 2.锌镍电池具有安全性高、不燃烧不爆炸、环保经济、质量比能量高等优点,成为当下新能源行业较为热门的电池之一。与现有的二次碱性电池比较,锌镍电池质量比能量密度可达到80-120wh/kg,远高于铅酸电池和镉镍电。另外,锌镍电池无毒无污染,与现有的镍镉电池相比,具有很大的优势;而与现有的锂离子电池相比,其具有安全性高,不燃烧不爆炸,可在安全性要求更高的领域使用。并且锌作为电池负极的主要材料,其价格低廉,降低了电池的制造成本。最后,锌镍电池高倍率性能优越,可进行大电流的充放,且低温性能良好,使其成为动力电池领域最具潜力的电池之一。 3.但是锌镍电池的使用寿命较短,这成为了长期制约锌镍电池发展的主要问题。而造成锌镍电池寿命短的原因包括:正负极材料、电解液、隔膜等缺陷,电池的结构,装配工艺等,其中关键的因素在于正负极材料的选择。锌镍电池的金属锌负极会与水反应造成自放电,导致氢气的释放,引起电池安全问题;尤其是锌负极易出现变形、枝晶、腐蚀和钝化等问题,从而导致锌镍电池自放电较大,这是长期制约锌镍电池发展的主要问题之一。 技术实现要素: 4.针对现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是如何抑制锌镍电池的自放电,延长电池的使用寿命。 5.为解决上述技术问题,本发明第一方面提供一种锌镍电池负极材料,包括活性物质、表面活性剂、粘结剂、添加剂和分散剂,所述活性物质为硫掺杂碳包覆锌酸钙晶体。 6.进一步地,所述负极材料的原料质量比为活性物质:表面活性剂:粘结剂:添加剂:分散剂=(5-7):(0.05-0.25):(0.5-1):(0.01-2):(2-3)。各物料在质量配比在该质量配比范围内,可以得到性能最佳的负极材料,表面活性剂与硫掺杂碳包覆锌酸钙晶体配合,可有效的提高锌酸盐的溶解沉积,提高电极的使用寿命和效率。 7.进一步地,所述表面活性剂选自以下一种或多种:聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、环糊精、聚丙烯酸钠、聚山梨酯-80、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、乙二胺、乙醚和锡酸钠。表面活性剂分子吸附于锌表面,使充电过电位加大,并改变锌沉积形貌,降低锌的比表面积。 8.进一步地,所述硫掺杂碳包覆锌酸钙晶体的原料包括氧化锌、亲水性氢氧化钙、碳源、含硫化合物和去离子水,各原料的质
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