[发明专利]锌镍二次电池负极材料锌钛多元层状氢氧化物及其制备方法和使用该负极材料的电池

权利要求书

1.一种锌镍二次电池，包括电池壳体及密封于电池壳体内的极板组和电解液，其中极板组包括正极板、负极板和隔膜，其特征在于：所述锌镍二次电池负极板的活性物质由60-80重量份的锌钛多元层状氢氧化物[Zn_xTi_yM_z(OH)₂]·[(A^a-)_n·mH₂O]、20-30重量份的添加剂、5-10重量份的导电剂和1-5重量份的粘结剂构成，其中添加剂为硫化铋、氧化铋、硫化亚铜、氧化铟、氧化锌、二氧化铈、硫化亚锡或氧化亚锡的一种或多种，导电剂为导电石墨、导电碳黑、亚氧化钛、铟粉、铝粉、锡粉或铜粉中的一种或多种，粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯、聚环氧乙烯或丁苯橡胶的一种或多种；所述锌钛多元层状氢氧化物化学式为[Zn_xTi_yM_z(OH)₂]·[(A^a-)_n·mH₂O]，其中A^a-为CO₃^2-、BO₂^-、PO₄^3-、OH^-、Cl^-、F^-、MoO₄^2-、WO₄^2-、柠檬酸根、硼酸根、苯甲酸根、十二烷基苯磺酸根、十二烷基硫酸根或十二烷基磺酸根中的一种或多种，M为Cu、Bi、Ce、Sn或In，0.9≥x≥0.5，0.5>y>0，0.5>z>0，x+y+z=1，m >0，n >0。

2.一种权利要求1所述的锌镍二次电池的制备方法，其特征在于所述锌钛多元层状氢氧化物负极材料的具体合成步骤为：

（1）在通风橱中，将四氯化钛溶液溶于去离子水中，加入可溶性锌盐，将四氯化钛与可溶性锌盐的投料摩尔比控制为1≤Zn/Ti≤9，再加入可溶性铜盐、可溶性铋盐、可溶性铈盐、可溶性锡盐或可溶性铟盐中的一种和尿素，搅拌后配制成摩尔浓度为0.5-7mol/L的复合盐溶液；

（2）将复合盐溶液移入水热反应釜中于100-200℃水热处理4-72小时，然后进行过滤，获得中间产物白色粉末；

（3）将白色粉末转移到由碱性氢氧化物、磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐、氯化盐、氟化盐、碳酸盐、偏硼酸盐、硼酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基硫酸盐或十二烷基磺酸盐中的一种或多种配制的总摩尔浓度为0.1-7mol/L的溶液中，在氮气或氩气或空气气氛下于25-200℃处理1-24h，再经过滤、洗涤、干燥得到目标产品。

3.根据权利要求2所述的锌镍二次电池的制备方法，其特征在于：所述可溶性锌盐为硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌或氯化锌；所述可溶性铜盐为硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜或氯化铜；所述可溶性铋盐为硝酸铋、硫酸铋、醋酸铋或氯化铋；可溶性铈盐为硝酸铈、硫酸铈、醋酸铈或氯化铈；可溶性锡盐为硝酸锡、硫酸锡、醋酸锡或氯化锡；可溶性铟盐为硝酸铟、硫酸铟、醋酸铟或氯化铟。

4.根据权利要求2所述的锌镍二次电池的制备方法，其特征在于：所述碱性氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂的一种。

5.根据权利要求2所述的锌镍二次电池的制备方法，其特征在于：所述磷酸盐为磷酸钾、磷酸氢钠或磷酸钠中的一种或多种；所述钨酸盐为钨酸钾、钨酸钠或钨酸锂中的一种或多种；所述钼酸盐为钼酸钾或钼酸钠中的一种或多种；所述氯化盐为氯化钾或氯化钠中的一种或多种；所述氟化盐为氟化钾或氟化钠中的一种或多种；所述碳酸盐为碳酸钾或碳酸钠中的一种或多种；所述偏硼酸盐为偏硼酸钾、偏硼酸钠或偏硼酸锂中的一种或多种；所述柠檬酸盐为柠檬酸钾和柠檬酸钠中的一种或两种；所述苯甲酸盐为苯甲酸钾和苯甲酸钠中的一种或两种；所述十二烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠；所述十二烷基硫酸盐为十二烷基硫酸钠；所述十二烷基磺酸盐为十二烷基磺酸钠。