CN101986453A - 铁高铁碱性电池 - Google Patents
铁高铁碱性电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101986453A CN101986453A CN2010105005094A CN201010500509A CN101986453A CN 101986453 A CN101986453 A CN 101986453A CN 2010105005094 A CN2010105005094 A CN 2010105005094A CN 201010500509 A CN201010500509 A CN 201010500509A CN 101986453 A CN101986453 A CN 101986453A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ferrate
- iron
- battery
- magnesium diboride
- nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 36
- PZKRHHZKOQZHIO-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[Mg] Chemical compound [B].[B].[Mg] PZKRHHZKOQZHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- UMPKMCDVBZFQOK-UHFFFAOYSA-N potassium;iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[K+].[Fe+3] UMPKMCDVBZFQOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims description 8
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229910015901 Bi-Sr-Ca-Cu-O Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 magnesium diboride derivative compound Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N manganese zinc Chemical compound [Mn].[Zn] WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSNQXZYQEIKDPU-UHFFFAOYSA-N [Li].[Fe] Chemical compound [Li].[Fe] QSNQXZYQEIKDPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- JFTTYFWNHKVEMY-UHFFFAOYSA-N barium ferrate Chemical compound [Ba+2].[O-][Fe]([O-])(=O)=O JFTTYFWNHKVEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明的铁高铁碱性电池,是根据高铁电池的正极材料的化学电源的水溶液体系只能是浓的强碱水溶液的特性提出的;其包括外壳、正极、负极、碱性电解液以及置于正负极之间的隔膜;负极材料为铁负极,正极材料为高铁酸盐,电解液为NaOH或KOH水溶液,其正极材料和电解液组成:NaOH或KOH水溶液电解液为10-15%,高铁酸盐与二硼化镁或其衍生化合物构成的正极材料为85-90%;其构成的电池开路电压在1.6V-1.65V,工作电压在1.2V-1.5V,比现有技术的一次电池高0.1-0.15V,而且放电平稳、无污染、安全、性能优良,85%以上的放电时间在1.2-1.5V。
Description
技术领域
本发明属于一种电池,特别是高铁碱性电池。
背景技术
高铁作为电池的正极材料时,该电极反应为三电子反应,电池的电势以及能量都比传统的锌锰电池高。而且这种材料价格低廉对环境无污染,因此受到电化学界的广泛注意。
高铁酸盐物质在电池反应中可以得到3个电子,所以有相对较高的容量。高铁酸锂的理论容量高达601Ah/kg。高铁酸钡的理论容量也有313Ah/kg。而MnO2的容量为308Ah/kg。以高铁酸盐为正极材料取代商业锌锰电池中的MnO2即可组成高铁一次电池。其电池反应为:
MFeO4+3/2Zn→1/2Fe2O3+1/2ZnO+MznO2
在高铁电池中,可作为电池负极的材料也很多,包括锌、铝、铁、镉和镁等。
目前国内外研究的铁电池有高铁和锂铁两种,高铁电池是以合成稳定的高铁酸盐(K2FeO4、BaFeO4等),可作为高铁电池的正极材料来制作能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、绿色无污染。高铁酸盐放电后的产物为FeOOH或Fe2O3-H2O,无毒无污染,对环境友好。不需要回收。由于高铁酸盐导电性能特点,现有技术的高铁电池还存在不够成熟的不足,尚未广泛生产应用。
发明内容
本发明的目的在于:针对现有技术的不足,以及高铁电池的正极材料,而高铁酸盐的可溶性比较差,其高铁酸盐为正极材料的化学电源的水溶液体系只能是浓的强碱水溶液的特性;提出一种铁高铁碱性电池。
本发明的铁高铁碱性电池,包括外壳、正极材料、负极材料、碱性电解液以及置于正负极之间的隔膜;负极材料为铁负极,电解液为6-9mol/L的NaOH或KOH水溶液,其正极材料和电解液组成以重量百分比计:电解液:6-9mol/L的NaOH或KOH水溶液为10-15%,正极材料为85-90%,辅助材料粘合剂为0-3%;其特征在于:所述正极材料以重量百分比计,由95-99.5%的高铁酸盐与0.5-5%的二硼化镁或其衍生化合物构成。所述高铁酸盐可选用常规K2FeO4、常规BaFeO4、常规K2FeO4和常规BaFeO4的高铁酸盐混合物、常规高铁酸盐和纳米高铁酸盐的混合物的其中之一;所述常规高铁酸盐和述纳米高铁酸盐混合物,其中纳米高铁酸盐为BaFeO4或K2FeO4或BaFeO4和K2FeO4混合物的纳米材料之一。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物选用纳米级物料更好。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为超导体二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物材料。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为超导体纳米级物料。所述二硼化镁衍生化合物选用超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物可获最好效果。所述二硼化镁衍生化合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物的纳米级物料。
所述铁负极为现有技术碱性电池的铁负极配方和材料。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
本发明的铁高铁碱性电池,开路电压在1.6V-1.65V,工作电压在1.2V-1.5V,比现有技术的一次电池高0.1-0.15V,而且放电平稳、无污染、安全、性能优良,85%以上的放电时间在1.2-1.5V。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明,但本发明的实施方式不限于此。
图1——电池结构示意图
图2——电池制造工艺流程图
图中:金属顶帽(1),塑料套筒(2),负极(3),钢壳(4),金属外套(5),隔离层(6),正极材料环(7),负极集流拄(8),塑料底(9),金属底盖绝缘垫圈(10)。
具体实施方式
本发明的铁高铁碱性电池,可采用现有技术的原料、产品进行制造。
本发明的铁高铁碱性电池,其电池结构与现有技术的一样,如图1所示,由金属顶帽(1),塑料套筒(2),负极(3),钢壳(4),金属外套(5),隔离层(6),正极材料环(7),负极集流拄(8),塑料底(9),金属底盖绝缘垫圈(10)组合构成。
本发明的铁高铁碱性电池,其电池制造工艺流程与现有技术的一样,如图2(工艺流程图)所示。
工艺流程中,正极材料混合用的NaOH或KOH水溶液量,可按现有技术的一般比例规程进行,无须特别控制,也可按配方中总量NaOH或KOH水溶液计,取10-25%加入;负极材料材料混合用NaOH或KOH水溶液量,可按现有技术的一般比例规程进行,无须特别控制,也可按配方中总量NaOH或KOH水溶液计,取5-20%加入。剩余NaOH或KOH水溶液用于组装时加入。辅助材料粘合剂可为现有技术的常用的淀粉类、CMC,聚乙烯醇等,可根据需要以控制在0-3%以内为佳。
铁负极采用现有技术的碱性电池铁负极配方和材料。
正极材料,以重量百分比计,由95-99.5%的高铁酸盐与0.5-5%的二硼化镁或其衍生化合物经球磨混合获得。(其高铁酸盐可选用常规K2FeO4、常规BaFeO4、常规K2FeO4和常规BaFeO4的高铁酸盐混合物、常规高铁酸盐和纳米高 铁酸盐的混合物的其中之一;所述常规高铁酸盐和纳米高铁酸盐混合物,其中纳米高铁酸盐为BaFeO4或K2FeO4或BaFeO4和K2FeO4混合物之一的纳米材料。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物选用纳米级物料更好。所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物选用超导体二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物或超导体二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物纳米材料更佳。所述二硼化镁衍生化合物选用超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物可获最好效果。
本发明的铁高铁碱性电池,按现有技术的方法进行放电试验,其放电结果,开路电压在1.6V-1.65V,工作电压在1.2V-1.5V,放电平坦,85%以上的放电时间在1.2-1.5V。
Claims (7)
1.一种铁高铁碱性电池,包括外壳、正极材料、负极材料、碱性电解液以及置于正负极之间的隔膜;负极材料为铁负极,电解液为6-9mol/L的NaOH或KOH水溶液,其正极材料和电解液组成以重量百分比计:电解液:6-9mol/L的NaOH或KOH水溶液为10-15%,正极材料为85-90%,辅助材料粘合剂为0-3%;其特征在于:所述正极材料以重量百分比计,由95-99.5%的高铁酸盐与0.5-5%的二硼化镁或其衍生化合物构成。
2.根据权利要求1所述的铁高铁碱性电池,所述高铁酸盐,其特征在于:所述高铁酸盐为常规K2FeO4、常规BaFeO4、常规K2FeO4和常规BaFeO4的高铁酸盐混合物、常规高铁酸盐和纳米高铁酸盐的混合物的其中之一;所述常规高铁酸盐和述纳米高铁酸盐的混合物,其中纳米高铁酸盐为BaFeO4、K2FeO4、BaFeO4和K2FeO4混合物的纳米料之一。
3.根据权利要求1所述的铁高铁碱性电池,其特征在于:所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为纳米级物料。
4.根据权利要求1所述的铁高铁碱性电池,其特征在于:所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为超导体材料。
5.根据权利要求1所述的铁高铁碱性电池,其特征在于:所述二硼化镁或二硼化镁的衍生化合物为超导体纳米物料。
6.根据权利要求1所述的铁高铁碱性电池,其特征在于:所述二硼化镁衍生化合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物。
7.根据权利要求1所述的铁高铁碱性电池,其特征在于:所述二硼化镁衍生化合物为超导体Bi-Sr-Ca-Cu-O化合物的纳米物料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201010500509A CN101986453B (zh) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | 铁高铁碱性电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201010500509A CN101986453B (zh) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | 铁高铁碱性电池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101986453A true CN101986453A (zh) | 2011-03-16 |
CN101986453B CN101986453B (zh) | 2012-09-19 |
Family
ID=43710777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010500509A Expired - Fee Related CN101986453B (zh) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | 铁高铁碱性电池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101986453B (zh) |
-
2010
- 2010-10-06 CN CN201010500509A patent/CN101986453B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《Electrochimica Acta.》 20070719 Xingwen Yu,et al. High capacity alkaline super-iron boride battery. 第8138-8143页 1-7 第52卷, * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101986453B (zh) | 2012-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103579588B (zh) | 一种锌基三元层状复合氧化物用作锌镍电池电极材料的用途 | |
CN104269557B (zh) | 一种锌负极添加剂在锌镍二次电池中的应用方法 | |
WO2010069209A1 (zh) | 低自放电铁电极材料 | |
CN102107862B (zh) | 利用木质纤维素作为碳源制备磷酸铁锂的方法 | |
CN102723471A (zh) | 碱性电池用凝胶状锌膏及其制备方法 | |
CN103008653B (zh) | 一种炭包覆铅复合材料及其制备方法 | |
CN101217196A (zh) | 高铁酸钾电池的阴极材料 | |
CN108172854A (zh) | 一种含有氧化锌的碱性锌锰电池及其制备方法 | |
CN104051797A (zh) | 一种节能内化成充电工艺 | |
CN103579595A (zh) | 一种锌基二元层状复合氧化物用作锌镍电池电极材料的用途 | |
CN103466722A (zh) | 一种纳米级羟基氧化钴合成工艺 | |
CN1404173A (zh) | 铝酸蓄电池正极铅膏配方 | |
CN101997143B (zh) | 镉高铁碱性电池 | |
CN101986454B (zh) | 锌高铁碱性电池 | |
CN101997142B (zh) | 铝高铁碱性电池 | |
CN101997141B (zh) | 镁高铁碱性电池 | |
CN101986453B (zh) | 铁高铁碱性电池 | |
CN107425181A (zh) | 一种氧化锰/淀粉基硬碳复合负极材料的制备方法 | |
CN101986448B (zh) | 高铁碱性电池正极材料 | |
CN103928662B (zh) | 一种碳硅复合材料的制备方法 | |
CN102064330B (zh) | 碱性锌二氧化锰电池及其制备方法 | |
CN105742760A (zh) | 一种锌/空气电池堆及其操作方法 | |
CN101325256A (zh) | 锌镍二次电池的锌负极及氧化锌表面包覆氧化物的方法 | |
CN1346161A (zh) | 一种高铁电极及其碱性高能电池 | |
CN102153072B (zh) | 微波辅助法制备电化学电容器用石墨微晶碳 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191018 Address after: No.678-15, Xinmin North Road, Wutong street, Tongxiang City, Jiaxing City, Zhejiang Province Patentee after: Tongxiang Levi new materials Co.,Ltd. Address before: 542800 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Hezhou beauty porcelain Co., Ltd. Patentee before: Li Xianlan |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120919 |