一种二次电池负极材料及制备方法、二次电池负极和二次电池技术

本发明专利技术公开了一种二次电池负极材料及制备方法、二次电池负极和二次电池。本发明专利技术的负极材料由按(50～99)：(1～50)的质量百分比计的铁化合物和催化剂构成，将铁化合物粉末和催化剂粉末填充到发泡镍中即能得到二次电池负极。本发明专利技术通过对负极材料进行改进，即在铁化合物中加入适量的催化剂，然后将其应用于二次电池中，所得到的二次电池不仅能够明显提升电池的容量和延长使用寿命，大倍率放电性能也能够显著得到提升，而且发生漏液的风险也明显降低。此外，使用本发明专利技术负极材料得到的二次电池，成本低且对环境友好，且由于使用寿命的延长，也有效降低了使用成本。

A two battery negative electrode material and preparation method, two battery negative electrode and two battery

The invention discloses a two battery negative electrode material and a preparation method, a two battery negative electrode and a two battery. The cathode material of the invention by the press (50~99): (1~50) a iron compound and catalyst weight percentage, the iron compound powder and catalyst powder filled to get two times in nickel battery. The anode material is improved, adding the amount of catalyst in the iron compounds, and then applied to the two battery, two battery which not only can significantly enhance the capacity of the battery and prolong the service life, high rate discharge performance can be significantly improved, and the risk of leakage occurred decreased. Besides, the two battery obtained by using the anode material of the invention is low in cost and environmentally friendly, and the service cost is effectively reduced due to the prolongation of service life.

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池负极材料及制备方法、二次电池负极和二次电池
本专利技术涉及二次电池，特别涉及一种二次电池负极材料及制备方法、二次电池负极和二次电池。
技术介绍
二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。利用化学反应的可逆性，可以组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，所以叫二次电池或可充电电池。市场上主要充电电池有镍氢电池、镍镉电池、铅酸或铅蓄电池、锂离子电池等。在所有的二次电池中，铅酸电池与镍镉电池的成本是最低的，但两者均不环保，随着环保意识的加强，两者的市场越来越小，被其它电池替代的趋势也越来越明显。然而，通过研究发现，在镍镉电池的基础上，将负极改为铁的氧化物，不仅能进一步降低成本(镍镉电池本来就存在成本低的优势)，同时还能满足环保的要求，但是，使用铁化合物做负极，存在活化慢、容量低、容易漏液、寿命不长等问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种二次电池负极材料及制备方法、二次电池负极和二次电池，本专利技术通过在铁化合物负极(如四氧化三铁、三氧化二铁等)中，添加适量催化剂(包括镧、铈、镨、钕、镁等金属及合金)，使铁化合物在充电过程中，能够及时转变成单质铁，从而提高电池容量，降低电池漏液风险。本专利技术的技术方案为：一种二次电池负极材料，由按(50～99)：(1～50)的质量百分比计的铁化合物和催化剂构成。进一步地，所述的铁化合物优选四氧化三铁、三氧化二铁或氧化亚铁。进一步地，所述的催化剂为具有储氢功能的金属、金属合金或其他材料，优选镧、铈、镨、钕、镁中的一种或两种以上。进一步地，铁化合物和催化剂的质量百分比优选(60～90)：(10～40)。上述负极材料的制备方法为将铁化合物和催化剂分别研磨成粉末，然后按上述质量百分比均匀混合即可。一种二次电极负极，由铁化合物粉末和催化剂粉末混合均匀后填充到发泡镍中得到，负极片由铁化合物粉末和催化剂粉末混合均匀后与CMC、水混合搅拌均匀，涂敷在发泡镍上，烘干、滚压、切片得到。一种二次电池，由镍正极片、负极片、隔膜和电解液组成；镍正极片由球镍与CMC、水混合搅拌均匀，涂敷在发泡镍上，烘干、滚压、切片得到，负极片由铁化合物粉末和催化剂粉末混合均匀后与CMC、水混合搅拌均匀，涂敷在发泡镍上，烘干、滚压、切片得到，然后将正极片、隔膜、负极片进行卷绕，入壳，注入电解液，再进行封口干燥得到。进一步地，隔膜优选采用PP材质隔膜。进一步地，电解液优选采用氢氧化钾溶液，其浓度优选5～8mol/L。本专利技术的有益效果在于：本专利技术以适量比例混合的铁化合物和催化剂作为负极材料，成本低且对环境友好，制备的二次电池不仅明显提升了容量，而且显著降低了电池漏液的风险，同时还延长了电池的寿命，降低了使用成本。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术并不限于此。实施例1将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为90：10均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。实施例2将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为70：30均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。实施例3将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为50：50均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。实施例4将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为60：40均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。实施例5将三氧化二铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为80：20均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。实施例6将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属镁粉末(0.1-20微米)按重量比为80：20均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。实施例7将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属镧和铈等量混合的粉末(0.1-20微米)按重量比为80：20均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。比较例1将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为100：0均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。比较例2将三氧化二铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为100：0均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。比较例3将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为40：60均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。比较例4将四氧化三铁粉末(0.1-20微米)，金属铈粉末(0.1-50微米)按重量比为20：80均匀混合，将其填充到发泡镍中，得到负极。上述实施例和对比例的负极材料用于制备二次电池，分别按下述方法进行：正极采用科隆球镍，将球镍与CMC、水等混合搅拌均匀，涂敷在发泡镍上，烘干，滚压，切片，负极采用上述负极材料，并制成负极片，隔膜采用PP材质隔膜，将正极片、隔膜、负极片进行卷绕，入壳，注入电解液，电解液采用自制7mol/l的氢氧化钾溶液，制作AA900mah电池，完成封口后，45度烘烤8小时。0.1C充电到16小试，0.2C放电到1.0V。分别对上述方法获得的电池进行性能测试，测试指标包括：1、测试电池0.2C容量；2、1C寿命；3、将电池0.2C充电7小时，5C放电到0.8V；4、将电池进行1C过充，观察漏液时间；得到数据如表1所示：表1各负极材料对应的电池测试结果从表1的数据能够明显看出，本专利技术通过对负极材料进行改进，即在铁化合物中加入适量催化剂，所制备的电池不仅能够明显提升电池的容量和延长使用寿命，大倍率放电性能也明显提升，而且发生漏液的风险也明显降低。同时，催化剂的使用量需要恰当，恰当的催化剂使用量能够发挥协同作用，提升电池的性能，而催化剂的用量过大，反而会降低电池的性能。可以理解的是，以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池负极材料，其特征在于，由按(50～99)：(1～50)的质量百分比计的铁化合物和催化剂构成。

【技术特征摘要】
1.一种二次电池负极材料，其特征在于，由按(50～99)：(1～50)的质量百分比计的铁化合物和催化剂构成。2.根据权利要求1所述的二次电池负极材料，其特征在于，所述的铁化合物为四氧化三铁、三氧化二铁或氧化亚铁。3.根据权利要求1所述的二次电池负极材料，其特征在于，所述的催化剂为具有储氢功能的金属或金属合金。4.根据权利要求1所述的二次电池负极材料，其特征在于，所述的催化剂为镧、铈、镨、钕、镁中的一种或两种以上。5.根据权利要求1所述的二次电池负极材料，其特征在于，铁化合物和催化剂的质量百分比为(60～90)：(10～40)。6.权利要求1至5任一项所述的负极材料的制备方法，其特征在于，将铁化合物和催化剂分别研磨成粉末，然后按上述质量百分比均匀混合即可。7.一种使用权利要求1至5任一项所述的负极材料的二次电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红波，陈海初，陈振兵，
申请(专利权)人：湖南格兰博智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43