專利名稱：一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿性二次電池負(fù)極材料，特別涉及一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)，堿性二次電池作為一種重要的化學(xué)電源被廣泛應(yīng)用。堿性二次電池包括Ni/Fe電池、Ni/Si電池、Ni/Cd電池、Ni/MH電池等。其中真正大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化有Ni/Cd 電池、Ni/MH電池。Ni/Cd電池曾經(jīng)一度占據(jù)市場(chǎng)的主要份額，然而，由于其使用毒性較大的 Cd作為負(fù)極材料，環(huán)境污染嚴(yán)重，現(xiàn)在已被淘汰。Ni/MH電池的商業(yè)化生產(chǎn)已有近20年的歷史，Ni/MH電池具有容量大、大倍率放電性能好、無(wú)Cd污染等突出優(yōu)點(diǎn)，已取代Ni/Cd電池成為主流綠色高能堿性二次電池。。目前市場(chǎng)上Ni/MH電池的負(fù)極材料主要是仙5型儲(chǔ)氫合金，其放電容量只有330 mA g—1左右，提高空間有限。近幾年，電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等電動(dòng)交通工具發(fā)展迅速，對(duì)動(dòng)力電池需求巨大。 過去Ni/MH電池一度用作電動(dòng)自行車的動(dòng)力電池。隨著鉛酸蓄電池性能的改進(jìn)和鋰離子二次電池成本的降低，Ni/MH電池逐步退出動(dòng)力電池市場(chǎng)。如今，大眾電動(dòng)自行車主要使用鉛酸蓄電池，高端電動(dòng)自行車用鋰離子二次電池。而在電動(dòng)汽車上，鋰離子二次電池(錳酸鋰，磷酸亞鐵鋰)占據(jù)著主導(dǎo)地位。堿性二次電池如想成為電動(dòng)交通工具的動(dòng)力電池，必須滿足高性能、低價(jià)格要求。因而，開發(fā)一種容量高、壽命好、高倍率放電性能好、成本低的負(fù)極材料具有現(xiàn)實(shí)意義。近幾年，Co類材料因其理論容量較高(可達(dá)909mAh/g)而引起研究者的廣泛研究，研究者采用高溫固相法、化學(xué)還原法、球磨法、共沉淀法、直接混合法等制備了一系列 Co (OH) 2、Co3O4, Co、Co-S, Co-Si、Co-B, Co-CNTs, Co-P, Co-Se, Co-BN, Co-Si3N4 電極，放電容量可達(dá)400mAh/g，循環(huán)壽命也很好。但倍率放電性能仍不太理想，300 mA/g放電下，容量只有300mAh/g左右。目前與AB5型儲(chǔ)氫合金相比，并沒有性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的缺陷，提供一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法。這種材料具有放電容量高、循環(huán)壽命好、高倍率放電性能好等特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行是用可溶性Co鹽和CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶到水合胼中，其中可溶性Co鹽和CTAB的摩爾比為1:1 5:1在150 V 220°C 水熱1 10 h條件下，過濾洗滌干燥制得的六方晶系的Co粉，微觀結(jié)構(gòu)為直徑1 10 Mm 左右的微球。所述的可溶性Co鹽可以是硫酸鈷、氯化鈷、硝酸鈷、乙酸鈷等中的一種或混合物。所述的水熱條件的溫度是150 220°C，1 10h。所述六方晶系的Co粉復(fù)合S粉，其中當(dāng)Co:S=2:1 3:1，在500mA/g高電流下放電容量可達(dá)600 700mhA/g。本發(fā)明的有益效果是作為電極材料放電容量高、循環(huán)壽命好、高倍率放電性能好。在500mA/g高電流下放電容量達(dá)到550mhA/g以上；復(fù)合一定量的S粉后，在500mA/g 高電流下放電容量可達(dá)600 700mhA/g。


圖l:Co材料的XRD2 :Co材料的SEM圖
圖3 復(fù)合一定量S粉后的Co電極的循環(huán)壽命曲線(放電電流密度500mA/g)。
具體實(shí)施方案實(shí)施例1
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
將40 mmol CoCl2 禾Π 20 mmol CTAB 溶到 700 mL 水中，加入 120 mL 水合胼，180 "C 水熱5 h,過濾洗滌干燥即得樣品。XRD顯示該樣品為無(wú)雜質(zhì)的六方晶系的Co (圖1)，SEM 顯示樣品的形貌是均勻的直徑1. 5Mm左右的微球(圖2)。將樣品添加導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑涂片制成電極進(jìn)行測(cè)試。如圖3在500mA/g高電流下放電容量達(dá)到560mhA/g，循環(huán)100周后，容量仍達(dá)494mhA/g。復(fù)合一定量的S粉后，放電容量均有明顯提高，其中當(dāng)Co:S=2:l時(shí)，最高放電容量可達(dá)702mhA/g，循環(huán)90周后，容量仍達(dá)654mhA/g。與AB5型合金相比性能優(yōu)勢(shì)明顯。
權(quán)利要求
1.一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行是用可溶性C0鹽和CTAB (十六烷基三甲基溴化銨)溶到水合胼中，其中可溶性Co鹽和 CTAB的摩爾比為1:1 5:1在150 °C 220°C水熱1 10 h條件下，過濾洗滌干燥制得的六方晶系的Co粉，微觀結(jié)構(gòu)為直徑1 10 Mm左右的微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于 所述六方晶系的Co粉復(fù)合S粉，其中當(dāng)Co S=2 1 3 1，在500mA/g高電流下放電容量可達(dá) 600 700mhA/go
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法。這種材料具有放電容量高、循環(huán)壽命好、高倍率放電性能好等特點(diǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高性能的堿性二次電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行是用可溶性Co鹽和CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)溶到水合肼中，其中可溶性Co鹽和CTAB的摩爾比為1:1～5:1在150℃～220℃水熱1～10h條件下，過濾洗滌干燥制得的六方晶系的Co粉，微觀結(jié)構(gòu)為直徑1～10μm左右的微球。本發(fā)明的有益效果是作為電極材料放電容量高、循環(huán)壽命好、高倍率放電性能好。
文檔編號(hào)H01M4/26GK102569746SQ20101060087
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者宋大衛(wèi), 蘇振馨, 蔡洪元 申請(qǐng)人:天津市鈺源地緊固件有限公司