一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，属于锌镍电池活性物料技术领域。其包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比(4‑6):(4‑6):1混合搅拌均匀后，放入气流磨的物料入口，再通过上升管进入粉碎室，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室进行分级，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。本发明专利技术的锌酸钙产品细度均匀、颗粒形状规则、纯度高、物料活性大；充放电循环寿命可达3000次以上。

Method for preparing negative electrode active material calcium zinc by using airflow grinding

The invention discloses a preparation method of grinding battery anode active material calcium zincate by airflow, which belongs to the technical field of zinc nickel battery active material. It includes the following steps: step one: Zinc Oxide, calcium hydroxide and deionized water according to weight ratio (4 6 (4): 6): 1 the mixing in jet mill material into the crushing chamber through the entrance, a riser, get crushed material; step two: get a step the crushed material, grading into grading room, obtained after grading particles; step three: the classification obtained from the step two after the particle, particle size less than or equal to 1000, return to the crushing chamber re crushing; particle diameter of > 1000, the material from the export of products, namely the battery anode active material calcium zincate. The calcium zincate of the invention has the advantages of uniform fineness, regular particle shape, high purity and large material activity, and the cycle life of charging and discharging can reach more than 3000 times.

【技术实现步骤摘要】
一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法
本专利技术涉及一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，属于锌镍电池活性物料

技术介绍
目前锌镍电池负极活性材料锌酸钙的主要制备方法有：1、化学合成法；2、共沉淀法；3、振荡法；4、球磨法。以上方法的缺点是：制作时间长(7-72h)，同时存在不规则的小颗粒或有细小的突起物，且稳定性低，充放电性能和循环性能不高，电压低。特别是锌负极在氢氧化钾电解液中的放电产物溶解度大，充电时由于不规则的锌酸钙容易产生不均匀的锌沉积。在多次充放电后形状发生改变，电极四周变薄，中间增厚，有时表现为上部变薄，下部增厚，电极活性表面积减小，电极容量下降。锌电极在充电后期，还产生像树枝状的沉积物，这种树枝状沉积物可刺穿隔膜引起电池内部短路，使电池寿命过早终止。鉴于此，有必要开发一种新的电池负极活性材料锌酸钙的制备方法，以解决现有技术存在的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术的不足，提供一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法。本专利技术通过气流磨制备出的锌酸钙产品，细度均匀、颗粒形状规则、纯度高、物料活性大、分散性好且在碱性溶液中非常难溶于碱；提高锌镍电池锌电极的性能，消除充电过程中锌枝晶的生长及锌负极的变形，充放电循环寿命可达3000次以上。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比(4-6):(4-6):1混合搅拌均匀后，放入气流磨的物料入口，再通过上升管进入粉碎室，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室进行分级，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室(3)重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口(5)出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。本专利技术通过气流磨制备出的锌酸钙产品，细度均匀、颗粒形状规则、纯度高、物料活性大、分散性好且在碱性溶液中非常难溶于碱；提高锌镍电池锌电极的性能，消除充电过程中锌枝晶的生长及锌负极的变形，充放电循环寿命可达3000次以上。原理说明：步骤一中，物料入口4和粉碎室8存在压力差，可使混合后的物料流态化。步骤三中被加速的流态化的物料在喷气流作用下，发生冲击粉碎，即可得到本专利技术的电池负极活性材料锌酸钙。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，步骤一中，所述氧化锌、氢氧化钙和去离子水的重量比为5：5:1。采用上述进一步的有益效果是：采用上述重量比，得到的锌酸钙产品的质量更佳，更符合要求。进一步，步骤一中，所述氧化锌、氢氧化钙的粒径均为50-150目。采用上述进一步的有益效果是：采用上述粒径，得到的锌酸钙产品的质量更佳，更符合要求。进一步，步骤一中，所述物料入口的压力为0.4-0.8MPa。进一步，步骤一中，所述粉碎室的压力为0.002-0.01MPa。进一步，步骤二中，所述分级的速度为3000-6000转/min。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的锌酸钙产品细度均匀，颗粒形状规则，纯度高，物料活性大，分散性好，合格率在99％以上。2.本专利技术的锌酸钙产品在碱性电解液中非常难溶于碱液，提高了锌镍电池锌电极的性能，可使锌镍电池的充放电循环寿命达到3000次以上，可使锌镍电池的开路电压由现有技术的1.75V提高到2.05V。3.本专利技术是在全密封的气流磨容器中制备而成，故锌酸钙产品无污染，能有效抑制锌负极中枝晶的生长，避免了气胀现象，也不会产生大量的热而影响产品的质量。4.本专利技术生产过程连续，生产能力大，自控、自动化程度高，且设备易于清洗。5.本专利技术的工艺简单，易操作，市场前景广阔，适合规模化应用推广。附图说明图1为本专利技术的气流磨的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、物料入口，2、上升管，3、粉碎室，4、分级室，5、产品出口。图2为采用本专利技术的气流磨制备得到的电池负极活性材料锌酸钙的扫描电镜图。图3为采用现有技术中的球磨法制备得到的电池负极活性材料锌酸钙的扫描电镜图。图4为采用现有技术中的化学法制备得到的电池负极活性材料锌酸钙的扫描电镜图。图5为实施例3制备得到的电池负极活性材料锌酸钙生产的锌镍电池5Ah放电倍率曲线图。图6为10Ah实施例3制备得到的电池负极活性材料锌酸钙生产的锌镍电池10Ah放电曲线图。图7为12Ah实施例3制备得到的电池负极活性材料锌酸钙生产的锌镍电池12Ah放电曲线图。具体实施方式以下结合具体附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1本实施例的利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比4:4:1混合搅拌均匀后，所述氧化锌、氢氧化钙的粒径均为50-150目，放入气流磨的物料入口1，所述物料入口1的压力为0.4-0.8MPa，再通过上升管2进入粉碎室3，所述粉碎室3的压力为0.002-0.01MPa，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室4进行分级，所述分级的速度为3000-6000转/min，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室(3)重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口(5)出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。实施例2本实施例的利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比6:6:1混合搅拌均匀后，所述氧化锌、氢氧化钙的粒径均为50-150目，放入气流磨的物料入口1，所述物料入口1的压力为0.4-0.8MPa，再通过上升管2进入粉碎室3，所述粉碎室3的压力为0.002-0.01MPa，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室4进行分级，所述分级的速度为3000-6000转/min，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室(3)重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口(5)出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。实施例3本实施例的利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比5:5:1混合搅拌均匀后，所述氧化锌、氢氧化钙的粒径均为50-150目，放入气流磨的物料入口1，所述物料入口1的压力为0.4-0.8MPa，再通过上升管2进入粉碎室3，所述粉碎室3的压力为0.002-0.01MPa，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室4进行分级，所述分级的速度为3000-6000转/min，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室(3)重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口(5)出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。对比试验1采用本专利技术的气流磨制备得到的电池负极活性材料锌酸钙的扫描电镜图如图2所示，采用现有技术中的球磨法制备得到的电池负极活性材料锌酸钙的扫描电镜图如图3所示，采用现有技术中的化学法制备得到的电池负极活性材料锌酸钙的扫描电镜图如图4所示。由图2可以看出，晶体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比(4‑6):(4‑6):1混合搅拌均匀后，放入气流磨的物料入口(1)，再通过上升管(2)进入粉碎室(3)，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室(4)进行分级，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室(3)重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口(5)出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将氧化锌、氢氧化钙和去离子水按重量比(4-6):(4-6):1混合搅拌均匀后，放入气流磨的物料入口(1)，再通过上升管(2)进入粉碎室(3)，得到粉碎后的物料；步骤二：将步骤一得到的粉碎后的物料，进入分级室(4)进行分级，得到分级后的颗粒；步骤三：步骤二得到的分级后的颗粒，将粒径≤1000目，返回粉碎室(3)重新粉碎；将粒径>1000目，从产品出口(5)出料，即为所述电池负极活性材料锌酸钙。2.根据权利要求1所述的一种利用气流磨制备电池负极活性材料锌酸钙的方法，其特征在于，步骤一中，所述氧化锌、氢氧化钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦立新，沈国珍，
申请(专利权)人：秦立新，
类型：发明
国别省市：广西,45