本发明专利技术为高铁电池提供了一种阴极用材料，该材料按重量百分比包括：高铁酸钾６５～８０ｗｔ％，导电材料１０～２５ｗｔ％，添加剂１～１０ｗｔ％，电解液４～８ｗｔ％，其中添加剂由重量百分比为４０～６０％的硅铝酸盐与６０～４０％的二氧化锰组成，导电材料为３０００～４０００目的石墨、乙炔黑中的一种，电解液为１０～１４ｍｏｌ／Ｌ的ＫＯＨ水溶液，用该阴极材料制作的高铁电池放电效率明显提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高铁酸盐电池，具体的是高铁酸钾电池阴极所用材料。
技术介绍
1999年，Licht教授等公布了超铁电池(Super-iron Battery)，在超铁电池 中，阴极材料是无毒的铁基化合物，且铁以+6价态化合物形式存在，其理论比 容量为406mAh/g，比Mn02至少高出32%，因高铁酸盐最终的还原产物是具有 一定絮凝去污能力的氢氧化铁，不存在现有废旧电池的二次污染问题，且自然 界中铁资源极其丰富，廉价易得，所以超铁电池己成为绿色电池发展的研究热 占。高铁酸盐自发现至今，其稳定性和导电性问题一直是其进军电池领域亟需 解决的难题。如以高铁酸钾为阴极材料活性物质，3500目石墨作导电剂与锌膏 直接组成Zn-K2Fe04碱性电池，其放电效率不足40%。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"，该专利涉及用氢氧化镍、氢氧化钴、钴的氧 化物或其混合物作为添加剂，专利号03105380.7公布了一种"掺杂高铁酸盐碱性 电池"，该专利涉及的添加剂为镍、钴、铋或锰的金属氧化物。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高铁酸钾电池的阴极材料，用该阴 极材料制作成的高铁电池可大幅提高放电效率。为实现上述专利技术目的，本专利技术的高铁酸钾电池的阴极材料按重量百分比包括高铁酸钾 65~80 wt% ; 导电材料 10~25wt%;添加剂 l 10wt%;电解液 4~8 wt%其中添加剂由重量百分比为40~60%的硅铝酸盐和60~40%的二氧化锰组 成，导电材料为3000 4000目的石墨、乙炔黑，电解液为10~14mol/L的KOH水溶液。通过将前述物质混合均匀后，在2 4MPa下压制成型，从而制成掺杂高铁 酸钾电池阴极，使其与锌电极组合即制成高能Zn-K2Fe04碱性电池。电解液为去除还原性物质的10~14 mol/L的KOH水溶液，去除还原性物质 的目的是避免高铁酸钾在强碱性条件的强氧化性氧化电解液中的还原性物质， 从而降低自身用作电池阴极材料的电化学性能。去除还原性物质的办法为向10~14mol/L的KOH水溶液中加入高铁酸钾 (U 0.15g/1000mL，加热沸腾直至颜色完全消失。掺杂高铁酸钾材料中添加硅铝酸盐、铝的氧化物、硅的氧化物的目的主要 是提高活性物质的比表面积，从而提高其利用率。本专利技术的技术效果是适量硅铝酸盐及二氧化锰的添加，极大地提高了 Zn-K2Fe04电池阴极材料的利用效率，由原来的放电效率为40%提高到70%以 上，为高铁酸钾进军电池领域开辟了一条广阔的道路。 具体实施例方式实施例1将0.280g高铁酸钾、0.082g石墨(3500目)、0.02g丝光沸石 Na'24H2O、 0.018g Mn02混合均匀，并加入14mol/L KOH溶液0.018g，经压片成型，制得高铁电池阴极材料；取0.38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-K2Fe04-Mn02电池。该电池的开 路电压为1.77V，平均放电电压L3 1.5V，该电池阴极材料活性物质的放电效率 为83.75%。 实施例2将0.292g高铁酸钾、0.070g石墨(3500目)、0.012g丝光沸石 Na8'3H20、 0.028g Mn02混合均匀，并加入12mol/L KOH溶液0.018g， 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-K2Fe04-Mn02电池。该电池的开 路电压为1.75V,平均放电电压L3 1.5V，该电池阴极材料活性物质的放电效率 为79.72%。 实施例3将0.300g高铁酸钾、0.062g石墨(3500目)、0.016gZSM-5分子筛、0.024g Mn02混合均匀，并加入10mol/L KOH溶液0.018g，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-K2Fe04-Mn02电池。该电池的开路电压为1.72V,平均 放电电压1.3~1.5V，该电池阴极材料活性物质的放电效率为75.56%。权利要求1、一种高铁酸钾电池的阴极材料，按重量百分比包括高铁酸钾65～80wt％；导电材料10～25wt％；添加剂 1～10wt％；电解液 4～8wt％其中添加剂由重量百分比为40～60％的硅铝酸盐与60～40％的二氧化锰组成，导电材料为3000～4000目的石墨、乙炔黑中的一种，电解液为10～14mol/L的KOH水溶液。2、 按照权利要求l所述的高铁酸钾电池的阴极材料，其特征在于所述添 加剂中的硅铝酸盐是分子筛或丝光沸石中的一种。3、 按照权利要求1所述的高铁酸钾电池的阴极材料，其特征在于所述电 解液为去除还原性物质的电解液，去除办法为向KOH水溶液中加入高铁酸钾 0.1~0.15g/1000mL，加热沸腾直至颜色完全消失。全文摘要本专利技术为高铁电池提供了一种阴极用材料，该材料按重量百分比包括高铁酸钾65～80wt％，导电材料10～25wt％，添加剂1～10wt％，电解液4～8wt％，其中添加剂由重量百分比为40～60％的硅铝酸盐与60～40％的二氧化锰组成，导电材料为3000～4000目的石墨、乙炔黑中的一种，电解液为10～14mol/L的KOH水溶液，用该阴极材料制作的高铁电池放电效率明显提高。文档编号H01M4/58GK101217196SQ20081006388公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月21日 优先权日2008年1月21日专利技术者吴红军, 孔祥平, 温玉臣, 王宝辉, 颖 陈 申请人:大庆石油学院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高铁酸钾电池的阴极材料，按重量百分比包括：高铁酸钾６５～８０ｗｔ％；导电材料１０～２５ｗｔ％；添加剂１～１０ｗｔ％；电解液４～８ｗｔ％其中添加剂由重量百分比为４０～６０％的硅铝酸盐与６０～４０％的二氧化锰组成，导电材料为３０００～４０００目的石墨、乙炔黑中的一种，电解液为１０～１４ｍｏｌ／Ｌ的ＫＯＨ水溶液。
【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，孔祥平，
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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