一种提高高铁酸钡稳定性的方法，具体的是在反应生成高铁酸钡的反应物中加入可溶性硅酸盐，混合均匀并充分研磨，制得掺杂高铁酸钡的初产品；对初产品进行溶解、过滤得到掺杂高铁酸钡滤饼，最后干燥得成品；其特征在于：其中各反应物按照重量百分比分别为： 高铁酸钾 ３６～３８％； 氢氧化钡（Ｂａ（ＯＨ）↓［２］·８Ｈ↓［２］Ｏ） ５８～６２％； 可溶性硅酸盐 ０．５～５％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对高铁酸钡进行改性的方法，具体的是采用化学惨杂的方 法对高铁酸钡进行改性，使得改性之后的高铁酸钡稳定性可以显著提高。
技术介绍
在众多的超铁电池中，高铁酸钡、高铁酸锶等在放电过程中表现出优越的 电化学性能，但其自身存在稳定性问题，从而大大限制了其工业化进程。以高 铁酸钡为例，尽管高铁酸钡的放电效率很高，但是由于它的稳定性较差，制约 了该物质成为商业电池正极材料的研究进程。因此，通过化学或物理方法，对 高铁酸钡、高铁酸锶等进行诸如包覆、掺杂等改性工作提高其稳定性，已成为 超铁电池工业化的瓶颈。中国专利公开了几个有关高铁电池的方案。如专利号00107425.3公布了"一 种电池的正极与制造方法及用途"，该电池以高铁酸盐为正极材料活性物质，涉 及氢氧化镍、氢氧化钴、钴的氧化物或其混合物组成的添加剂，但这些添加剂 均未涉及提高高铁酸钡材料的稳定性。专利号03105380.7公布了一种"惨杂高铁 酸盐碱性电池"，该类电池以惨杂高铁酸盐为阴极，专利所涉及的掺杂剂提高了 高铁酸钾及高铁酸钡的电化学性能，但未考虑高铁酸钡自身存在稳定性问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中普遍存在的问题，提供一种 对高铁酸钡进行掺杂改性的方法，用该方法生产出来的高铁酸钡稳定性得到很 大的提高，同时又保证其良好的放电性能。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是采用化学掺杂法，具体的是在反应生成高铁酸钡的反应物中加入添加剂后，置于研钵中混合均匀，并充分研磨，即制得掺杂高铁酸钡的初产品；用去离子水将初产品进行溶解并充分搅拌，过滤得到掺杂高铁酸钡滤饼，最后经干燥得 成品。所述的添加剂为可溶性硅酸盐，其中各反应物及添加剂按照重量百分比 分别为高铁酸钾 36~38%; 氢氧化钡Ba(OH)2'8H20 58~62%; 可溶性硅酸盐 0.5 5%。 所述可溶性硅酸盐优选为1~3%。所述添加剂是硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的一种或几种混合而成。 本专利技术的技术效果是用可溶性硅酸盐作为添加剂对高铁酸钡进行掺杂改性，显著提高了高铁酸钡的稳定性，同时保持其良好的电化学性能，从而加速了其作为电池材料的工业化进程。附图说明图1:实施例1中惨杂高铁酸钡与未掺杂高铁酸钡稳定性对比图2:实施例1中Zn-BaFe04 (掺杂)电池放电曲线图3:实施例2中掺杂高铁酸钡与未掺杂高铁酸钡稳定性对比图4:实施例2中Zn-BaFe04 (掺杂)电池放电曲线图5:实施例3中掺杂高铁酸钡与未掺杂高铁酸钡稳定性对比图6:实施例3中Zn-BaFe04 (掺杂)电池放电曲线 具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步说明。 本专利技术的实施例中高铁酸钡稳定性测试方法(纯度分析),采用的是亚铬酸盐法，具体叙述如下 1.反应原理在强碱性溶液中，高铁酸钡能将亚铬酸盐氧化成铬酸盐，生成的铬酸盐溶 液经酸化得到重铬酸盐溶液，最后用二价铁离子的标准溶液滴定。Cr(OH)4— + Fe042_ + 3H20 = Fe(OH)3-(H20)3 + Cr042— + OH—<formula>formula see original document page 5</formula> 以二苯胺磺酸钠为指示剂，终点时，溶液由紫色变为淡绿色。2. 分析步骤(1) 溶液配制三氯化铬储备液(用蒸馏水溶解16.66gCrCly6H20，定容于lOOmL容量瓶 中)；饱和氢氧化钠溶液，事先需去除还原性物质，具体做法是500mL饱和氢氧化钠溶液中加入0.05g左右的高铁酸盐，煮沸以除去剩余的过量高铁酸盐；体积比1:5的硫酸溶液(量取100ml H2S04溶于500ml H20中)； 硫酸-磷酸混合溶液(240mL蒸馏水中加入60mL98。/。浓硫酸和150mL85%的磷酸)；重铬酸盐标准溶液(约0.08mol/L);二价铁滴定液硫酸亚铁氨溶液(约0.08mol/L);二苯胺磺酸钠溶液(0.5g二苯胺磺酸钠溶解定容于lOOmL容量瓶中)；亚铬酸盐碱液的配制向20mL饱和氢氧化钠溶液中加入3 5mL三氯化铬 溶液与5mL蒸馏水混合液中冷至室温，每次分析前要新制，然后使用。(2) 固体样品分析称取0.12 0.15g高铁酸盐的固体样品，加入到盛有强碱性的亚格酸盐溶液 (20mL饱和NaOH、5mL CrCl3'6H20和5mL去离子水)中搅拌，然后加入50mL 去离子水，水浴90 95"C l小时(搅拌)，慢慢冷却至室温，再加入150mL的 蒸馏水，用60 70mLl:5 (体积比)的硫酸和15rnL的硫酸-磷酸的混合溶液酸 化，加入5 6滴二苯胺磺酸钠作为指示剂，立即用标定好的二价铁离子溶液 (Fe(NH4)2(S04)2)滴定上述溶液，直至滴定终点，记录数据，代入公式计算纯 度。3. 数据处理计算式 P=100VxNxFW/3000m式中符号表示的量分别为P:高铁酸盐的纯度，％;V:消耗的滴定液的体积，mL;N:滴定液的浓度，M;FW:高铁酸盐的分子量；m:高铁酸盐的质量，g实施例1将12.26g氢氧化钡(Ba(OH)2.8H20) 、 7.7g高铁酸钾(纯度为98%)及0.17g 硅酸钠(Na2SKV9H20)置于研钵中混合均匀，并充分研磨，即制得掺杂高铁 酸钡的初产品；用去离子水将初产品进行溶解并充分搅拌，经布氏漏斗过滤得 到掺杂高铁酸钡滤饼，最后置于真空干燥箱中干燥得成品。该材料经过60天的 纯度分析，结果表明其纯度仅下降2%，而加入添加剂的高铁酸钡在相同时间纯 度下降了32%;具体的纯度计算采用前述公式，结果如图l所示。将0.45g掺杂的高铁酸钡、0.045g石墨、固体氢氧化钡0.005g混合均匀， 并加入饱和氢氧化钡的14mol/L KOH溶液0.03g，经压片成型，制得高铁电池 阴极材料；取0.3g锌膏直接用作高铁电池阳极材料；将这两材料用聚丙烯隔膜 分开，经组装制得Zn-BaFe04电池。该电池的开路电压为1.80V，放电终止电压 为0.8V时高铁酸钡的放电比能量达到416.3mWh/g，比容量为282.2mAh/g，放 电效率为90.1%，如图2所示。 实施例2首先将12.26g氢氧化钡(Ba(OH)2'8H20) 、 7.7g高铁酸钾(纯度为98%) 及0.2558硅酸钠(Na2Si03，9H20)反应制得掺杂高铁酸钡的初产品；然后用去 离子水将初产品进行溶解并充分搅拌，经布氏漏斗过滤得到掺杂高铁酸钡滤饼， 最后置于真空干燥箱中室温干燥2~3h得成品。该材料经过60天的纯度分析， 结果表明其纯度仅下降1.3%，结果如图3所示。将0.45g掺杂的高铁酸钡、0.045g石墨、固体氢氧化钡0.005g混合均匀，并 加入饱和氢氧化钡的14mol/L KOH溶液0.03g，经压片成型，制得高铁电池阴 极材料；取0.3g锌膏直接用作高铁电池阳极材料；将这两材料用聚丙烯隔膜分 开，经组装制得Zn-BaFe04电池。该电池的开路电压为1.80V，放电终止电压为 0.8V时高铁酸钡的放电比能量达到418.5mWh/g，比容量为283.6mAh/g，高铁 酸钡的放电效率为90.6%，如图4所示。实施例3首先将12,26g氢氧化钡(Ba(OH)2'8H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高高铁酸钡稳定性的方法，具体的是在反应生成高铁酸钡的反应物中加入可溶性硅酸盐，混合均匀并充分研磨，制得掺杂高铁酸钡的初产品；对初产品进行溶解、过滤得到掺杂高铁酸钡滤饼，最后干燥得成品；其特征在于：其中各反应物按照重量百分比分别为：高铁酸钾３６～３８％；氢氧化钡（Ｂａ（ＯＨ）↓［２］·８Ｈ↓［２］Ｏ）５８～６２％；可溶性硅酸盐０．５～５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宝辉，吴红军，温玉臣，陈颖，
申请(专利权)人：大庆石油学院，
类型：发明
国别省市：23
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