[实用新型]镍钴硒化物材料、制备装置、电极、NiCo-Zn碱性电池

说明书

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种镍钴硒化物材料、制备装置、电极、NiCo‑Zn碱性电池，制备装置包括溶液配制装置、水热反应装置、抽滤装置、干燥装置和硒化反应装置；溶液配制装置设置有磁力搅拌器；水热反应装置设置有不锈钢反应釜。NiCo‑Zn碱性电池，包括电池正极封装盖，电池正极封装盖上覆盖有镍钴硒化物材料电极。镍钴硒化物材料电极上依次覆盖有隔膜、锌电极、垫片、弹片及电池负极封装盖。本实用新型的电极制备中，对镍钴系化合物配比展开实验，并获得最佳性能配比；将活性材料与粘合剂通过压片的方式置于泡沫镍集流体上，并制备成电极进行测试，从而达到提高器件电化学性能的作用。

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种镍钴硒化物材料、制备装置、电极、NiCo-Zn碱性电池。

背景技术

目前，随着世界人口持续增长和绿色能源问题的提出，人们对于研发更高性能的储能设备展开更加广泛的关注。由于电池具有很高的能量密度，二次电池的需求越来越大，被广泛使用的锂离子电池作为二次电池存在一些亟待解决的问题：锂资源的短缺，锂作为负极材料易形成锂枝晶导致短路，有机电解液存在着一定的安全隐患。因此，寻找新型的二次电池以替代传统锂离子电池迫在眉睫。此时大热的锌材料相比较于锂材料，资源储备丰富，成本较低，且水系锌离子电池排除了有机电解液可能引起的火灾、爆炸等危险。

随着锌离子电池的不断研究发展，合适的正电极材料成为提高锌离子电池综合性能的关键因素。镍钴系因其独特的性能在储能系统中得到了广泛的应用，体现出卓越的电化学性能。由于元素O、S和Se属于同一主族，因此它们的镍/钴化合物应具有相似的电化学性质，但是，鉴于镍和钴之间的协同效应，化合物所提供的电化学性能优于相应的单一金属氧化物和硫化物。相比于石墨烯作正极，镍钴硒化物纳米结构电极不仅可以提供更多的活性中心，而且比表面积较大，具有良好的导电性，可以提供丰富的氧化还原反应和比单一催化剂更高的电化学性能。

二次电池锂电池的广泛使用解决了一部分的世界人口增长和绿色能源问题。而锂电池在日益进一步的研发中暴露出的，例如：锂资源的短缺，锂作为负极材料易形成锂枝晶导致短路，有机电解液存在着一定的安全隐患等问题使得锌离子电池快速发展。锌材料相比较于锂材料，资源储备丰富，成本较低，且水系锌离子电池排除了有机电解液可能引起的火灾、爆炸等危险。锌镍电池现在已经投入到如数码相机等技术的使用中。

现有技术缺陷：锌离子电池正极材料存在容量低、正极结构稳定性差等问题。

再者，在镍钴硒化物作为正极材料的碱性锌电池的研究中，Ni和Co的元素配比对于碱性NiCo-Zn电池性能有着深远的影响。优良的Ni、Co配比制备的锌离子电池具有长循环寿命、高比容量和低成本的优势，缓解了现有的锂离子电池锂资源储量有限和成本高问题，以及目前锌离子电池正极活性材料存在的容量低、正极结构稳定性差等问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)镍钴硒化物锌离子电池存在的正极材料配比问题，不同的镍钴配比会带来稳定性差、容量低的问题。

(2)碱性锌电池内阻较低，因此产生之电流相较于一般碳性电池更大，此类电池因不含汞，因此可随生活垃圾处理，无须刻意回收。尽管碱性电池优点较多，但是碱性电解液对电池极片存在较严重的腐蚀作用。

(3)标准锌离子电池由于使用的锌化学性质非常活泼，因此锌离子电池的安全使用需要注意。

解决以上问题及缺陷的难度为：

寻找合适的镍钴配比，提高稳定性、容量。

解决以上问题及缺陷的意义为：锌离子电池更加绿色环保，在性能上甚至可以超越锂电池，从而得到更加广泛的应用。