專(zhuān)利名稱(chēng)：高鐵堿性電池正極材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電池，特別是高鐵堿性電池正極材料。
背景技術(shù)：
高鐵作為電池的正極材料時(shí)，該電極反應(yīng)為三電子反應(yīng)，電池的電勢(shì)以及能量都 比傳統(tǒng)的鋅錳電池高。而且這種材料價(jià)格低廉對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因此受到電化學(xué)界的廣泛注
辰、ο高鐵酸鹽物質(zhì)在電池反應(yīng)中可以得到3個(gè)電子，所以有相對(duì)較高的容量。高鐵酸 鋰的理論容量高達(dá)601Ah/kg。高鐵酸鋇的理論容量也有313Ah/kg。而Mn02的容量為308Ah/ kg。以高鐵酸鹽為正極材料取代商業(yè)鋅錳電池中的Mn02即可組成高鐵一次電池。其電池 反應(yīng)為MFe04+3/2Zn — l/2Fe203+l/2Zn0+Mzn02在高鐵電池中，可作為電池負(fù)極的材料也很多，包括鋅、鋁、鐵、鎘和鎂等。目前國(guó)內(nèi)外研究的鐵電池有高鐵和鋰鐵兩種，高鐵電池是以合成穩(wěn)定的高鐵酸鹽 (K2Fe04、BaFe04等)，可作為高鐵電池的正極材料來(lái)制作能量密度大、體積小、重量輕、壽 命長(zhǎng)、綠色無(wú)污染。高鐵酸鹽放電后的產(chǎn)物為FeOOH或Fe203-H20，無(wú)毒無(wú)污染，對(duì)環(huán)境友 好。不需要回收。由于高鐵酸鹽導(dǎo)電性能特點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)的高鐵電池還存在不夠成熟的不 足，尚未廣泛生產(chǎn)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高鐵堿性電池正極材料。本發(fā)明的高鐵堿性電池正極材料，其特征在于所述正極材料以重量百分比計(jì)，由 95-99. 5%的高鐵酸鹽與0. 5-5%的二硼化鎂或其衍生化合物構(gòu)成。所述高鐵酸鹽可選用常 規(guī)K2Fe04、常規(guī)BaFe04、常規(guī)K2Fe04和常規(guī)BaFe04的高鐵酸鹽混合物、常規(guī)高鐵酸鹽和納 米高鐵酸鹽的混合物的其中之一；所述常規(guī)高鐵酸鹽和述納米高鐵酸鹽混合物，其中納米 高鐵酸鹽為BaFe04或K2Fe04或BaFe04和K2Fe04混合物的納米材料之一。所述二硼化鎂 或二硼化鎂的衍生化合物選用納米級(jí)物料更好。所述二硼化鎂或二硼化鎂的衍生化合物為 超導(dǎo)體二硼化鎂或二硼化鎂的衍生化合物材料。所述二硼化鎂或二硼化鎂的衍生化合物為 超導(dǎo)體納米級(jí)物料。所述二硼化鎂衍生化合物選用超導(dǎo)體Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物可獲最好 效果。所述二硼化鎂衍生化合物為超導(dǎo)體Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物的納米級(jí)物料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本發(fā)明的高鐵堿性電池正極材料，具有無(wú)污染、安全、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的高鐵堿性電池正極材料，可采用現(xiàn)有技術(shù)的原料、產(chǎn)品和現(xiàn)有制造技術(shù) 進(jìn)行制造。
以重量百分比計(jì)，由95-99. 5%的高鐵酸鹽與0. 5_5 %的二硼化鎂或其衍生化合 物構(gòu)成。所述高鐵酸鹽可選用常規(guī)K2Fe04、常規(guī)BaFe04、常規(guī)K2Fe04和常規(guī)BaFe04的高 鐵酸鹽混合物、常規(guī)高鐵酸鹽和納米高鐵酸鹽的混合物的其中之一；所述常規(guī)高鐵酸鹽和 述納米高鐵酸鹽混合物，其中納米高鐵酸鹽為BaFe04或K2Fe04或BaFe04和K2Fe04混合物 的納米材料之一。所述二硼化鎂或二硼化鎂的衍生化合物選用納米級(jí)物料更好。所述二硼 化鎂或二硼化鎂的衍生化合物為超導(dǎo)體二硼化鎂或二硼化鎂的衍生化合物材料。所述二硼 化鎂或二硼化鎂的衍生化合物為超導(dǎo)體納米級(jí)物料。所述二硼化鎂衍生化合物選用超導(dǎo)體 Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物可獲最好效果。所述二硼化鎂衍生化合物為超導(dǎo)體Bi-Sr-Ca-Cu-O 化合物的納米級(jí)物料。將上述原料進(jìn)行球磨混合均勻即得本發(fā)明的高鐵堿性電池正極材料。在高鐵電池中，可作為電池負(fù)極的材料也很多，包括鋅、鋁、鐵、鎘和鎂等。本發(fā)明的高鐵堿性電池正極材料選擇制造鋅高鐵堿性電池為代表，其實(shí)施效果如 下本發(fā)明的高鐵堿性電池正極材料制造鋅高鐵堿性電池實(shí)施例，可采用現(xiàn)有技術(shù)的 原料、產(chǎn)品進(jìn)行制造。本發(fā)明實(shí)施例為水溶液體系鋅高鐵堿性電池，其電池結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)的一樣，由 金屬頂帽，塑料套筒，負(fù)極，鋼殼，金屬外套，隔離層，正極材料環(huán)，負(fù)極集流拄，塑料底，金屬 底蓋絕緣墊圈組合構(gòu)成。其電池制造工藝流程與現(xiàn)有技術(shù)的一樣，先將正極材料(高鐵酸鹽與二硼化鎂或 衍生化合物)、NaOH或KOH溶液、粘合劑經(jīng)混勻、壓制、烘干、粉碎后制成正極材料環(huán)；將負(fù) 極材料粉、NaOH或KOH溶液、粘合劑經(jīng)混勻制成負(fù)極材料；然后將正極材料環(huán)、負(fù)極材料、隔 膜、負(fù)電極集流柱進(jìn)行組裝，加入NaOH或KOH溶液后，進(jìn)行封口即得電池產(chǎn)品。其正極材料混合用的NaOH或KOH水溶液量，可按現(xiàn)有技術(shù)的一般比例規(guī)程進(jìn)行， 無(wú)須特別控制，也可按配方中總量NaOH或KOH水溶液計(jì)，取15%加入；負(fù)極材料材料混合 用KOH水溶液量，可按現(xiàn)有技術(shù)的一般比例規(guī)程進(jìn)行，無(wú)須特別控制，也可按配方中總量 KOH水溶液計(jì)，取10%加入。剩余KOH水溶液用于組裝時(shí)加入。輔助材料粘合劑可為3%聚 乙烯醇水溶液，加入量控制在2%。鋅負(fù)極采用現(xiàn)有技術(shù)的堿性電池鋅負(fù)極配方和材料。正極材料，以重量百分比計(jì)，由98%的高鐵酸鹽與3%的二硼化鎂或其衍生化合 物經(jīng)球磨混合獲得。(其高鐵酸鹽可選用常規(guī)K2Fe04、常規(guī)BaFe04、常規(guī)K2Fe04和常規(guī) BaFe04的高鐵酸鹽混合物、常規(guī)高鐵酸鹽和納米高鐵酸鹽的混合物的其中之一；或常規(guī)高 鐵酸鹽和納米高鐵酸鹽混合物，其中納米高鐵酸鹽為BaFe04或K2Fe04或BaFe04和K2Fe04 混合物之一的納米材料。二硼化鎂衍生化合物選用超導(dǎo)體Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物或二硼化 鎂的衍生化合物為超導(dǎo)體二硼化鎂或二硼化鎂的衍生化合物材料。所得鋅高鐵堿性電池，按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行放電試驗(yàn)，其放電結(jié)果，開(kāi)路電壓在 1. 6V-1. 65V，工作電壓在1. 2V-1. 5V，放電平坦，85%以上的放電時(shí)間在1. 2-1. 5V。
權(quán)利要求
一種高鐵堿性電池正極材料，其特征在于以重量百分比計(jì)，由95 99.5％的高鐵酸鹽與0.5 5％的二硼化鎂或其衍生化合物構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵堿性電池正極材料，所述高鐵酸鹽，其特征在于所述高 鐵酸鹽為常規(guī)K2Fe04、常規(guī)BaFe04、常規(guī)K2Fe04和常規(guī)BaFe04的高鐵酸鹽混合物、常規(guī)高 鐵酸鹽和納米高鐵酸鹽的混合物的其中之一；所述常規(guī)高鐵酸鹽和述納米高鐵酸鹽的混合 物，其中納米高鐵酸鹽為BaFe04、K2Fe04、BaFe04和K2Fe04混合物的納米料之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵堿性電池正極材料，其特征在于所述二硼化鎂或二硼 化鎂的衍生化合物為納米級(jí)物料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵堿性電池正極材料，其特征在于所述二硼化鎂或二硼 化鎂的衍生化合物為超導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵堿性電池正極材料，其特征在于所述二硼化鎂或二硼 化鎂的衍生化合物為超導(dǎo)體納米物料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵堿性電池正極材料，其特征在于所述二硼化鎂衍生化 合物為超導(dǎo)體Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鐵堿性電池正極材料，其特征在于所述二硼化鎂衍生化 合物為超導(dǎo)體Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物的納米物料。全文摘要
本發(fā)明高鐵堿性電池正極材料，以重量百分比計(jì)，由95-99.5％的高鐵酸鹽與0.5-5％的二硼化鎂或其衍生化合物構(gòu)成，具有無(wú)污染、安全、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，制得高鐵堿性電池，其放電結(jié)果，開(kāi)路電壓在1.6V-1.65V，工作電壓在1.2V-1.5V，放電平坦，85％以上的放電時(shí)間在1.2-1.5V。
文檔編號(hào)H01M4/48GK101986448SQ201010500520
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月6日
發(fā)明者張雅靜 申請(qǐng)人:張雅靜