CN108807856B - 一种改性锌银电池电极的制备方法 - Google Patents

一种改性锌银电池电极的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改性锌银电池电极的制备方法，以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳极相对放置在液氮、液氩或水的反映媒介中，通入高压电流进行直流电弧放电后制得添加剂碳纳米角或碳洋葱，然后在氮气、氨气中的任一种或二者混合气体的气氛下施加300V‑500V的电压反应一端时间得到改性添加剂，将改性添加剂添加到锌银电池的正极材料氧化银和石墨组成的混合物中；本发明具有导电性能强、循环寿命长、电池容量高的优点。

Description

一种改性锌银电池电极的制备方法
技术领域
本发明属于电池电极制备技术领域，具体涉及一种改性锌银电池电极的制备方法。
背景技术
锌银电池是电子表、小型计算器等常用的体积较小的电池元件，常用的锌银电池的正极是氧化汞和石墨，或者氧化银和石墨的混合物，银锌电池的负极材料是金属锌，以强碱氢氧化钾作为电解质，具有放电量电压稳定、连续使用性能好的优点。然而，目前常用的锌银电池正极材料中的氧化银吸附电荷能力差，尤其是随着使用时间的延长，氧化银逐渐失去对电荷的吸附能力，从而使得银锌电池的正极反应不能有效进行，从而使得银锌电池的导电性能低下，并且循环使用寿命严重缩短。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种有效增强电极的导电性、导热性，有效提高负极锂离子吸附性能，有效提成电极的比能量密度、比功率密度、延长电极循环使用寿命的改性锌银电池电极的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种改性锌银电池电极的制备方法，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中。
进一步，所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分的改性添加剂。
进一步，所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的0.5％-5％。
进一步，所述改性添加剂的粒径尺寸为20nm-120nm。
进一步，所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至400℃-1500℃，然后施加300V-500V的电压反应1h-48h得到改性添加剂。
进一步，所述步骤S61中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明将改性碳纳米角或改性碳洋葱作为改性添加剂按一定比例加入锌银电池的正极材料中，改性碳纳米角或改性碳洋葱对电荷具有较强的吸附性，将吸附到的电荷传递给氧化银，促进银锌电池中正极的反应速率，有效提高正极的导电性，进而提高银锌电池的使用寿命，增强银锌电池的容量；
2、本发明中的添加剂以石墨棒作为电极采用电弧法制备作为制作锂离子电池电极的添加剂，并通过渗氮处理对添加剂引入碳氮键，从而提高添加剂的活性，进而使得改性后的添加剂对电极等导电性和耐用性给予提高；
总之，本发明具有导电性能强、循环寿命长、电池容量高的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性锌银电池电极的制备方法，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中。
进一步，所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分的改性添加剂。
进一步，所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的5％。
进一步，所述改性添加剂的粒径尺寸为20nm。
进一步，所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至400℃，然后施加500V的电压反应20h得到改性添加剂。
进一步，所述步骤S61中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。
实施例2
一种改性锌银电池电极的制备方法，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中。
进一步，所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分的改性添加剂。
进一步，所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的5％。
进一步，所述改性添加剂的粒径尺寸为120nm。
进一步，所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至1500℃，然后施加300V的电压反应10h得到改性添加剂。
进一步，所述步骤S61中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。
实施例3
一种改性锌银电池电极的制备方法，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中。
进一步，所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分的改性添加剂。
进一步，所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的4％。
进一步，所述改性添加剂的粒径尺寸为100nm。
进一步，所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至1000℃，然后施加350V的电压反应40h得到改性添加剂。
进一步，所述步骤S61中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。
实施例4
一种改性锌银电池电极的制备方法，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中。
进一步，所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分的改性添加剂。
进一步，所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的4.5％。
进一步，所述改性添加剂的粒径尺寸为50nm。
进一步，所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至600℃，然后施加400V的电压反应1h-48h得到改性添加剂。
进一步，所述步骤S61中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。
实施例5
一种改性锌银电池电极的制备方法，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中。
进一步，所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分的改性添加剂。
进一步，所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的2％。
进一步，所述改性添加剂的粒径尺寸为80nm。
进一步，所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反映媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至700℃，然后施加450V的电压反应35h得到改性添加剂。
进一步，所述步骤S61中反映媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
优选的，所述步骤S51中反映媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
优选的，所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
进一步，所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体。
本发明将碳纳米角或碳洋葱作为添加剂按一定比例加入锌银电池的正极材料中，碳纳米角或碳洋葱对电荷具有较强的吸附性，将吸附到的电荷传递给氧化银，促进银锌电池中正极的反应速率，有效提高正极的导电性，进而提高银锌电池的使用寿命，增强银锌电池的容量。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种改性锌银电池电极的制备方法，其特征在于，以改性碳洋葱、改性碳纳米角中的任一种或两者的混合物作为改性添加剂添加到锌银电池的正极材料中；
所述改性添加剂的具体制备过程为：
S51、以石墨棒作为电弧法制备添加剂的阴阳极，将2根石墨棒的阴阳两极相对放置在反应媒介中，通入1.5千安的高压电流进行直流电弧放电，制得石墨棒的阳极产物即为添加剂；
S52、将步骤S51制得添加剂放入石英管的恒温区通入气氛后加热至400℃-1500℃，然后施加300V-500V的电压反应1h-48h得到改性添加剂；
所述步骤S51中反应媒介为液氮、液氩或水中的任一种；
所述步骤S52中的气氛为氮气、氨气中的任一种或二者的混合气体；
所述的改性锌银电池电极的制备方法，具体做法为：向由氧化银和石墨组成正极材料中添加一定质量百分比的改性添加剂；
所述正极材料中添加的改性添加剂为正极材料质量的0.5%-5%。
2.如权利要求1所述的改性锌银电池电极的制备方法，其特征在于：所述改性添加剂的粒径尺寸为20nm-120nm。
3.如权利要求1所述的改性锌银电池电极的制备方法，其特征在于：
所述步骤S51中反应媒介为液氮或液氩时，石墨棒的阳极产物为碳纳米角；
所述步骤S51中反应媒介为水时，石墨棒的阳极产物为碳洋葱。
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