[发明专利]一种高铁电池正极的制造方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池正极的制造方法，尤其涉及一种高铁电池正极的制造方法及用途。

背景技术

Licht教授于1999年首次报道高铁酸盐作为电极材料，具有非常高的理论比电容量（406 mAh/g），比普通一次锌锰电池容量高32%。且高铁酸盐由于具有很强的氧化性，通常可以用于污水处理。高铁酸盐的放电产物为Fe₂O₃·nH₂O，具有絮凝作用，也可以用于污水处理。所有高铁酸盐电池对环境友好，是一种绿色电池。

高铁酸盐的稳定性及导电性一直是阻碍高铁电池发展的两个重要因素。

中国专利公开了几个有关高铁电池的方案。如专利号00107425.3公布了“一种电池的正极与制造方法及用途”，该专利涉及用氢氧化镍、氢氧化钴、钴的氧化物或其混合物作为添加剂。专利号03105380.7公布了一种“掺杂高铁酸盐碱性电池”，该专利涉及的添加剂为镍、钴、铋或锰的金属氧化物。专利号200810063885.4公布了“高铁酸盐电池的阴极材料”，该专利涉及用铝硅酸盐及MnO₂作为添加剂，使高铁电池的放电效率从40%提高到70%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对高铁酸盐电池的发展过程中，受到高铁酸盐稳定性及导电性的制约，提供一种高铁电池正极的制造方法及用途，它采用的导电剂掺杂高铁酸盐的方法能够提高高铁酸盐材料稳定性和导电性，从而提高高铁酸盐的放电性能，使高铁电池正极具有更高的放电容量、更高更平坦的放电平台。

本发明是这样实现的，一种高铁电池正极的制造方法，其特征是方法步骤为：将适量的导电剂与高铁酸盐混合后，通过球磨或研磨混合均匀，形成导电剂包覆的高铁酸盐电极，加入粘结剂混合均匀，然后涂在电极支撑体上，再通过压力使混合物填入电极支撑体中。

所述导电剂是乙炔黑、SuperP、炭黑、导电胶（ITO）的一种或若干种的混合物。

所述高铁酸盐是Li₂FeO₄、BaFeO₄、K₂FeO₄中的一种或若干种的混合物。

所述粘结剂是PVDF、聚酰亚胺、聚丙烯腈的一种或若干种的混合物。

   其组成材料及重量百分比包括：高铁酸盐75-90%、导电剂  10-25%、粘结剂  0-5%。

电极支撑体是泡沫镍。

碳掺杂的高铁酸盐正极与负极构成电池中所说的负极可以是锌负极、锂负极。

电极支撑体是泡沫镍。

碳掺杂的高铁酸盐正极与负极构成电池中所说的负极可以是锌负极、锂负极。

本发明的技术效果是：导电剂掺杂入高铁酸盐后，由于导电剂的疏水作用及导电剂与高铁酸盐接触紧密，改善了高铁酸盐的稳定性及导电性，提高了高铁酸盐正极材料的利用率及循环寿命，放电效率达到80%以上，使高铁酸盐电池的发展前景光明，前途广阔。

附图说明

图1为研磨法制备的乙炔黑包覆的高铁酸钾的扫描电镜图。

图2为掺杂乙炔黑的高铁酸钾电极放电曲线。

具体实施方式

实施例1

将0.080g高铁酸钾、0.020g乙炔黑混合均匀，放入球磨机中300转球磨10min×6，球磨结束后取出倒入已经溶解了0.004g PVDF的N’N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌均匀并涂在泡沫镍上，干燥后压片成型，制得高铁酸盐正极。取锌片为负极，用碱性隔膜隔开，组装成Zn-K2FeO4电池。该电池的开路电压为1.84V，平均放电电压为1.5-1.7V，该电池正极材料活性物质的放电效率为90%。

实施例2

将0.080g高铁酸钾、0.020g SuperP混合均匀，放入球磨机中300转球磨10min×6，球磨结束后倒入已经溶解了0.004g PVDF的N’N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌均匀并涂在泡沫镍上，干燥后压片成型，制得高铁酸盐正极。取锌片为负极，用碱性隔膜隔开，组装成Zn-K2FeO4电池。该电池的开路电压为1.84V，平均放电电压为1.5-1.7V，该电池正极材料活性物质的放电效率为88%。

实施例3