CN101217196A - 高铁酸钾电池的阴极材料 - Google Patents

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王宝辉
吴红军
温玉臣
陈颖
孔祥平
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Abstract

本发明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。

Description

高铁酸钾电池的阴极材料
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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MnO2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，所以超铁电池已成为绿色电池发展的研究热点。
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-K2FeO4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。
发明内容：
本发明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。
为实现上述发明目的，本发明的高铁酸钾电池的阴极材料按重量百分比包括：
高铁酸钾    65～80wt％；
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-K2FeO4碱性电池。
电解液为去除还原性物质的10～14mol/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0.1～0.15g/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。
本发明的技术效果是：适量硅铝酸盐及二氧化锰的添加，极大地提高了Zn-K2FeO4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[AlSi40O96]·24H2O、0.018g MnO2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0.3g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-K2FeO4-MnO2电池。该电池的开路电压为1.77V，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[AlSi5O12]·3H2O、0.028g MnO2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-K2FeO4-MnO2电池。该电池的开路电压为1.75V，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79.72％。
实施例3
将0.300g高铁酸钾、0.062g石墨(3500目)、0.016g ZSM-5分子筛、0.024gMnO2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-K2FeO4-MnO2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％。

Claims (3)

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1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。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101986454A (zh) * 2010-10-06 2011-03-16 张雅静 锌高铁碱性电池
CN101986448A (zh) * 2010-10-06 2011-03-16 张雅静 高铁碱性电池正极材料
CN101997143A (zh) * 2010-10-06 2011-03-30 李先兰 镉高铁碱性电池
CN101997142A (zh) * 2010-10-06 2011-03-30 李先兰 铝高铁碱性电池
CN101997141A (zh) * 2010-10-06 2011-03-30 李先兰 镁高铁碱性电池
CN107634215A (zh) * 2017-08-28 2018-01-26 山东大学 一种新型的钾离子电池正极材料K0.27MnO2的制备方法
JPWO2017099137A1 (ja) * 2015-12-07 2018-09-27 国立研究開発法人産業技術総合研究所 カリウムイオン二次電池用正極活物質
CN112242515A (zh) * 2020-09-28 2021-01-19 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种改性富锂锰基层状氧化物正极材料的制备方法和应用

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101997141B (zh) * 2010-10-06 2016-01-06 李先兰 镁高铁碱性电池
CN101986454B (zh) * 2010-10-06 2015-12-02 张雅静 锌高铁碱性电池
CN101997143A (zh) * 2010-10-06 2011-03-30 李先兰 镉高铁碱性电池
CN101997142A (zh) * 2010-10-06 2011-03-30 李先兰 铝高铁碱性电池
CN101986454A (zh) * 2010-10-06 2011-03-16 张雅静 锌高铁碱性电池
CN105070909A (zh) * 2010-10-06 2015-11-18 张雅静 锌高铁酸盐碱性电池
CN101986448A (zh) * 2010-10-06 2011-03-16 张雅静 高铁碱性电池正极材料
CN101986448B (zh) * 2010-10-06 2015-12-02 张雅静 高铁碱性电池正极材料
CN101997141A (zh) * 2010-10-06 2011-03-30 李先兰 镁高铁碱性电池
CN101997143B (zh) * 2010-10-06 2016-01-06 李先兰 镉高铁碱性电池
CN101997142B (zh) * 2010-10-06 2016-01-20 李先兰 铝高铁碱性电池
CN105070909B (zh) * 2010-10-06 2017-09-29 李超 锌高铁酸盐碱性电池
JPWO2017099137A1 (ja) * 2015-12-07 2018-09-27 国立研究開発法人産業技術総合研究所 カリウムイオン二次電池用正極活物質
CN107634215A (zh) * 2017-08-28 2018-01-26 山东大学 一种新型的钾离子电池正极材料K0.27MnO2的制备方法
CN107634215B (zh) * 2017-08-28 2020-11-03 山东大学 一种新型的钾离子电池正极材料K0.27MnO2的制备方法
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