一种电池用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法技术

本发明专利技术提供一种电池用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，该制造方法包括如下步骤：四氧化三铁与高纯度导电碳黑干混合、干混合好的四氧化三铁粉与导电碳黑加入到配制好的氢氧化钠溶液中、将配制好的硼氢化钠溶液加入到反应溶液中、陈化、纯水清洗、超声波分散、过滤、烘干、过筛、密封包装。应用本发明专利技术提供的电池电极用碳包覆纳米四氧化三铁所生产的铁镍电池，克容量高、充放电效率高、自放电低、可以密封、工艺简单、强度高且寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池制造材料
，尤其涉及一种电池负极用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法。
技术介绍
铁镍蓄电池是众多充电电池中的一种，它的阴极是氧化镍，阳极是铁，电解质(电解液)是氢氧化钾。铁镍电池的电压通常是1.2V，这种电池很耐用，能够经受一定程度的使用事故(如过度充电、过度放电、短路、过热)，而且经受上述损害后仍能保持很长的寿命。铁负极和镍正极的研究和应用已有100多年的历史，1887年Desmazures等讨论了氧化镍作为正极活性物质在碱性电池中应用的可能性，1895年瑞典的琼格(Junger)专利技术了镉镍蓄电池，1900年美国的爱迪生(Edison)研制了铁镍蓄电池，从1901年开始，琼格与爱迪生合作拥有了多项有关镉镍和铁镍电池方面的专利。铁镍电池在作为运输动力方面的应用有着良好的前景，在美国、苏联、瑞典、西德和日本，它在各种应用领域都曾经获得商业上的充分发展。1980年代至90年代初，印度Karaikudi中心电化学研究所和印度科学院固态结构化学部对铁镍电池体系作了大量的研究工作。90年代后期至今，国内外又有许多学者进行了多方面的研究工作，使铁镍电池重新走上实用化的道路。目前生产铁电极用的普通四氧化三铁克容量仅有50-100毫安时，所制造的铁镍电池充放电效率低，不能高倍率放电，自放电大，不能密封，生产工艺复杂限制了其使用和发展。
技术实现思路
为了解决现有电池铁电极用的普通四氧化三铁的克容量低、充放电效率低、不能高倍率放电、自放电大、不能密封、生产工艺复杂等缺点，需要一种克容量高、充放电效率高、高倍率放电、自放电低、可以密封、工艺简单、成本低、强度高且寿命长的电池铁电极用四氧化三铁及其制造方法。本专利技术提供一种电池负极用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，如图(1)所示，为本专利技术的工艺流程示意图，该制造方法包括如下步骤：(1)粉碎过筛300～400目的四氧化三铁与粒径0.1～3微米高纯度导电碳黑按70～90：30～10的比例在转速为每分钟500～1000转的条件下，干混合0.5～1小时；(2)纯水配制的浓度为0.05M～3M的氢氧化钠溶液，置于摄氏温度5～15度的条件下，保持恒定温度0.5～1小时；(3)将干混合好的四氧化三铁粉与导电碳黑，在摄氏温度5～15度，缓慢匀速搅拌的条件下，加入到配置好的氢氧化钠溶液中，加料完成后，继续搅拌0.5～1.5小时；(4)用直流恒流源给反应容器通以0～3V直流电压和0～30mA直流电流，在摄氏温度5～15度，缓慢匀速搅拌的条件下，以每分钟3～6毫升的流速，将纯水配制浓度为0.05M～3M的硼氢化钠溶液缓慢加入到反应溶液当中，加料完成后，继续通电搅拌2～3小时；(5)反应完成后，在摄氏温度-1～0度的条件下，陈化10～24小时；(6)用纯水清洗至pH值为6～9；(7)超声波分散1～3小时；(8)过滤；(9)在摄氏温度90～100度的条件下，烘干；(10)过筛300～400目；(11)密封包装待用。应用本专利技术提供的电池电极用碳包覆纳米四氧化三铁所生产的铁镍电池，1C充放电、5C充放电、10C充放电、20C充放电、30C充放电性能优越，具有超高倍率放电性能，克容量可达到400MAH以上，循环寿命稳定，1C充放电循环寿命可达300次以上。应用本专利技术提供的碳包覆纳米四氧化三铁所生产的铁镍电池具有优良的电性能和绿色、环保、安全、寿命长等优点，特别适合应用于电动汽车领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的工艺流程示意图图2为本专利技术的一优选实施方式工艺流程示意图具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。优选实施例如图(2)所示，为本专利技术的一优选实施方式，该优选实施方式提供一种具体的电池负极用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，该具体制造方法包括如下步骤：(1)准确称量200克氢氧化钠溶于500毫升纯水中，溶解完成后，冷却到室温使用；(2)准确称量60克的四氧化三铁粉碎过筛400目与准确称量6克粒径为0.1～3微米的高纯度导电碳黑在转速为每分钟500～1000转的条件下干混合30分钟；(3)将干混合好的四氧化三铁粉与导电碳黑，在环境温度10度，转速为每分钟500～1000转的条件下，加入到配制好的氢氧化钠溶液中，加料完成后，继续搅拌30分钟；(4)准确称量10克硼氢化钠溶于250毫升纯水中；(5)给反应容器通以直流电压1.1V和直流电流30毫安，在摄氏温度5～15度，缓慢匀速搅拌的条件下，以每分钟5毫升的流速，将配制好的硼氢化钠溶液缓慢加入到反应溶液当中，加料完成后，继续通电搅拌3小时；(6)在冰水条件下，陈化一夜；(7)用80度纯水清洗至pH值为7-8；(8)超声波分散1小时；(9)过滤；(10)在摄氏温度85度的条件下，烘干；(11)过筛300目；(12)密封包装待用。上述本专利技术的优选实施方式，只是对本专利技术的内容做具体解释说明，但不限制本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：(1)粉碎过筛300～400目的四氧化三铁与粒径0.1～3微米高纯度导电碳黑，干混合0.5～1小时；(2)纯水配制好的浓度为0.05M～3M的氢氧化钠溶液；(3)将干混合好的四氧化三铁粉与导电碳黑，加入到配置好的氢氧化钠溶液中，加料完成后，继续搅拌0.5～1.5小时；(4)将纯水配制浓度为0.05M～3M的硼氢化钠溶液缓慢加入到反应溶液当中，加料完成后，继续通电搅拌2～3小时；(5)反应完成后，将反应溶液陈化；(6)纯水清洗；(7)超声波分散；(8)过滤；(9)烘干；(10)过筛300～400目；(11)密封包装待用。

【技术特征摘要】
1.一种电池用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，其特征在于，所述制造方法
包括如下步骤：
(1)粉碎过筛300～400目的四氧化三铁与粒径0.1～3微米高纯度导电碳黑，干
混合0.5～1小时；
(2)纯水配制好的浓度为0.05M～3M的氢氧化钠溶液；
(3)将干混合好的四氧化三铁粉与导电碳黑，加入到配置好的氢氧化钠溶液中，
加料完成后，继续搅拌0.5～1.5小时；
(4)将纯水配制浓度为0.05M～3M的硼氢化钠溶液缓慢加入到反应溶液当中，
加料完成后，继续通电搅拌2～3小时；
(5)反应完成后，将反应溶液陈化；
(6)纯水清洗；
(7)超声波分散；
(8)过滤；
(9)烘干；
(10)过筛300～400目；
(11)密封包装待用。
2.根据权利要求1所述的一种电池用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，其特
征在于：步骤(1)中，所述四氧化三铁与所述碳黑是按70～90：30～10的比
例在转速为每分钟500～1000转的条件下进行干混合。
3.根据权利要求1所述的一种电池用碳包覆纳米四氧化三铁的制造方法，其特
征在于：步骤(2)中，所述氢氧化钠溶液置于摄氏温度5～15度的条件下，
保持恒定温度0.5～1小时。
4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎登明，余海生，陈伟明，
申请(专利权)人：佛山市南海新力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44