[发明专利]一种碱性锌基二次电池锌负极片的制备方法

说明书

技术领域

本发明属一种碱性锌基二次电池锌负极片的制备方法技术领域。

背景技术

碱性可充锌基电池具有能量密度高、无环境污染等特点，引起人们的极大关注，但是电极材料在充放电时的变形，产生枝晶等问题，阻碍了锌电池的开发利用，而锌基二次电池的枝晶和变形的根本原因，在于ZnO易溶于碱性电解液里，重复沉积出来时不能在原处还原，为了解决这些问题，人们做了种种尝试，如：1）将ZnO转化为不溶物Ca[Zn(OH)₃]₂·2H₂O，或在ZnO 微粒表面，外包Sn₆O₄(OH)₄，或CaSn(OH)₆ 降低ZnO 表面在碱液中的溶解度，使其成为不溶性电极；2）往ZnO 粉或Zn 粉中添加电极电位较正的金属氧化物，如PbO、Bi₂O₃、In₂O₃、C 粉等，增大ZnO 的导电能力；3）往电解液中添加KF、K₃BO₃、K₃PO₄等物质以降低锌电极放电产物的溶解度，但都没有彻底解决问题，电极经过多次循环后，仍有微小Zn 粒出现在隔膜边缘，若增加外包裹层的量，锌电极放电容量随之降低，因此仍有改善锌基电极性能的必要。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述现有碱性锌基二次电池锌负极片存在的缺陷，而提供一种导电性能好、在碱性电解液中难以溶解、不易变形，不易形成晶枝，使用寿命长，能够提高活性物质比容量的碱性锌基二次电池锌负极片。为改善包覆材料的性能，降低其在碱性中的溶解度，提高它的导电率，选用In₂[Sn(OH)₄]₃或In_2-x(Tl)_x[Sn(OH)₄]₃ 作外包覆材料，外包物占ZnO 质量的3-9%。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

一种碱性锌基二次电池锌负极片的制备方法，本发明步骤为

1）以100克ZnO或80克无汞锌粉为基准，按照In: Sn=1:0.5~5的原子质量比，采用In金属或In氧化物或In盐与Sn金属或Sn氧化物或Sn盐的混合物溶于30~45克的HCl中，用蒸馏水稀释到2000ml；

2）置于超声波容器内搅拌，将100克ZnO 粉加入到上述稀释液中进行反应，控制在0.5小时内加完，反应温度为35~40℃，经反应1~4小时后滴加9.5~10.5%的NaOH 溶液将反应液体调至PH=9~10，再陈化5~20小时后采用浓度为5~30%的含碱的水溶液对其进行洗涤，然后再以蒸馏水洗至PH=6.5~7.5并过滤，将过滤物烘干后研磨成粉末状物质；

3）取上述粉末状物质加入2~6% 活性碳、1.5~6% PTFE 粘结剂、0.1~0.8%的HPMC、0.2~2.8%的PVA，均匀混合后加入蒸馏水将其调成糊状体，经辗压成薄片，贴于镀锡三维铜网集流体上，再经烘干，压片后制成锌负极片。

本发明对陈化10小时后采用含碱的溶液进行洗涤的含碱的水溶液中为：碱的成分为Ba(OH)₂或NaOH或KOH或该三种物质的任意组合。

本发明将过滤物烘干后研磨成粉过180~250目分样筛。

本发明的效果是，采用本发明方法制备的锌负极片具有导电性能好、在碱性电解液中难以溶解、不易变形，不易形成晶枝，使用寿命长，能够有效提高活性物质比容量的显著优点。

本发明使活性物的比容量达到520mAhg^-1 左右。循环寿命大于100次，未发现晶枝和变形。

具体实施方式

下面结合实施实例进一步阐述本发明内容。