[发明专利]一种氟氧化铋/氢氧化镍二次碱性电池及其制备方法

摘要

本发明公开一种氟氧化铋/氢氧化镍二次碱性电池及其制备方法。以氢氧化镍为电池正极材料、氟氧化铋为电池负极材料、碱性水溶液为电解质。所述氟氧化铋的制备方法为：将可溶性的铋原料溶于溶剂、或将不溶性的铋原料溶于酸中配制成铋离子溶液；或将溶度积大于氟氧化铋溶度积的铋原料加到溶剂中配成含铋的固液混合物；或再向含铋体系中加入一定量的调节剂；或者再向含铋体系中加入一定量的碳素材料；然后在含铋体系中加入一定量的氟离子溶液反应生成氟氧化铋；所制备的氟氧化铋由3～30nm的纳米片构成。本发明所构造的电池在电流密度为0.5A/g时的比容量为227mAh/g。本发明的制备工艺简单、环境友好、电池的电化学性能优良。

主权项

1.一种氟氧化铋/氢氧化镍二次碱性电池，其特征在于：以氟氧化铋材料为电池的负极活性材料，以氢氧化镍材料为电池的正极活性材料，以碱溶液为电解质溶液，电池的电压窗口为0.4~1.3V；所述的氢氧化镍材料中所含元素的质量百分比为镍48~63%、钴0.5~12%、锌0.5~6.5%、铈0~8.5%、其余为氢、氧非金属元素；氢氧化镍材料的比表面积为5~100m²/g、粒径为1~15μm、材料的松装密度为1.58~1.75g/cm³、材料的振实密度为2.0~2.5g/cm³；所述的氟氧化铋材料由厚度为3~30nm的纳米片构成，比表面积为10~500m²/g；其制备方法包括如下步骤：(1) 将可溶性的铋原料溶于溶剂中，配制成浓度为0.01~5mol/L的铋离子溶液；或者，将不溶性的铋原料溶于酸中，配制成浓度为0.01~5mol/L的铋离子溶液；或者，将溶度积常数大于氟氧化铋溶度积常数的铋原料加到溶剂中，配制成铋原料固含量为5~200g/L的固‑液混合物；或者，再在上述含铋溶液中加入一定量的调节剂，调节剂的加入质量为铋原料质量的0.1%~50%；或者，再在上述含铋溶液中加入一定量的碳素材料，碳素材料的加入质量为铋原料质量的1%~10%；(2) 按铋与氟的摩尔比为(1:0.9)~(0.9:1)，将氟离子溶液滴加到步骤(1)的含铋溶液中，在0℃~60℃的温度下采用搅拌或者超声进行反应、反应0.5~10h后将沉淀分别用去离子水、无水乙醇依次洗涤多次、并进行固液分离，将得到的固体物于60℃~150℃下干燥6~36h制备出氟氧化铋材料。