CN108878786B - 一种单袋式大功率铁镍二次电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单袋式大功率铁镍二次电池，电池极板组由烧结镍正极板、袋式铁负极板及位于烧结镍正极板和袋式铁负极板之间的多层复合隔膜构成，袋式铁负极板由穿孔钢带和电极材料组成，其中电极材料由铁基活性材料、导电剂、添加剂和粘结剂组成，添加剂由氧化锌、硫化铋、氧化铈、硫化亚铜、氢氧化铜、氢氧化镱、氢氧化锆或氧化铋中的至少一种和Ni‑Al‑M三元层状氢氧化物中的至少一种组成，所述电解液为富液状态的含有添加剂的碱性溶液。本发明通过对负极配方的优化、电解液配方的优化及隔板的优化选择，改善了负极活性物质利用率，降低了电池内阻，尤为重要的是提高了负极充电效率和倍率性能，使得电池使用寿命得以延长。

Description

一种单袋式大功率铁镍二次电池及其制备方法

技术领域

本发明属于铁镍二次电池技术领域，具体涉及一种单袋式大功率铁镍二次电池及其制备方法。

背景技术

众所周知，大容量袋式电池由于具有机械强度高的袋式正负极板及富余的电解液可以有效保证其循环稳定性。大容量镉镍袋式电池具有安全、耐用、循环寿命长等特点，目前已广泛用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源等工业领域。但是镉镍二次电池由于镉电极的污染问题，发展受到极大限制。容量越大，安全方面隐患就会越多。制备大容量的锂离子电池用于轨道交通等重要社会领域将会存在较大的安全隐患。开发工业领域用的大容量绿色新型电池已经刻不容缓。

传统袋式铁镍二次电池具有安全、绿色无污染及对环境友好等优点，曾在多个应用领域得到快速发展。然而，传统袋式电池所使用的正极材料通常是普通型非球型β型氢氧化镍，该材料振实密度较低，仅能达到1.5g/cm³，远低于球形氢氧化镍(2.1g/cm³)，这造成其正极体积比能量较低，同时β型氢氧化镍容易晶体膨胀粉化造成其循环寿命较差，因此袋式镍正极板通常要添加大量的氢氧化镍材料，容易造成资源的浪费。目前商业化的袋式铁负极板也存在克容量低，活性物质的克容量仅能达到约200mAh/g，造成其比能量偏低。此外，传统袋式铁镍二次电池采用的是较厚的绝缘塑料栅板，造成电池整体体积比能量较低、内阻偏大且放电倍率低。此外，该铁镍二次电池成本偏高、循环性能差，很难满足储能领域的要求。

发明内容

本发明针对目前铁镍二次电池存在的比能量低、倍率性能差、循环寿命短及成本高等问题而提供了一种单袋式大功率铁镍二次电池及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种单袋式大功率铁镍二次电池，包括电池壳、位于电池壳内的电池极板组和电解液及设置于电池壳上且与正负极相连的电极柱和排气阀，其特征在于：所述电池极板组由烧结镍正极板、袋式铁负极板及位于烧结镍正极板和袋式铁负极板之间的多层复合隔膜构成，所述袋式铁负极板由穿孔钢带和电极材料组成，其中电极材料由铁基活性材料、导电剂、添加剂和粘结剂组成，添加剂由氧化锌、硫化铋、氧化铈、硫化亚铜、氢氧化铜、氢氧化镱、氢氧化锆或氧化铋中的至少一种和Ni-Al-M三元层状氢氧化物中的至少一种组成，M为Zn、Cu、Zr或Ce，所述电解液为富液状态的含有添加剂的碱性溶液。

进一步优选，所述袋式铁负极板的电极材料由65-96.9wt.铁基活性材料、1-20wt.％导电剂、2-10wt.％添加剂和0.1-5wt.％粘结剂组成，其中铁基活性材料为四氧化三铁、氧化亚铁、三氧化二铁或硫化亚铁中的至少一种，导电剂为导电碳材料、镍粉、锌粉、铜粉、铁粉或亚氧化钛中的至少两种，粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯或丁苯橡胶中的至少一种。

进一步优选，所述添加剂中Ni-Al-M三元层状氢氧化物的分子式为[Ni_xAl_(1-x)M_y(OH)₂]·[(A^a-)_z·mH₂O]，其中M为Zn、Cu、Zr或Ce，A^a-为OH^-、Cl^-、CO₃ ^2-、NO₃ ^-、BO₂ ^-、MoO₄ ^2-或WO₄ ^2-中的至少一种，0.9≥x≥0.6，y>0，z>0，m>0。

进一步优选，所述复合隔膜由磺化聚丙烯隔膜、氟化聚丙烯隔膜、接枝聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、尼龙隔膜或丙纶针刺无纺布中的至少两种构成，其层数为2层以上。

进一步优选，所述电解液是由KOH和LiOH组成的总摩尔浓度为4-7mol/L的混合溶液，该电解液中还包含0.5-5wt.％的钨酸钾或钨酸钠、0.5-5wt.％的偏硼酸钾或偏硼酸钠和0.1-2wt.％的氟化钾或氟化钠和0.1-5wt.％的硫化钠或硫化钾。

本发明所述的单袋式大功率铁镍二次电池的制备方法，其特征在于所述袋式铁负极板的具体制备过程为：

将铁基活性物质、导电剂、添加剂和粘结剂混合均匀，喷淋碱液或蒸馏水，进行和粉，造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入穿孔钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接工序制备出袋式铁负极板；

或者将铁基活性物质、导电剂、添加剂和粘结剂水溶液混合均匀制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经50-150℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起做成条状电极板盒，再将多条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板。

综上所述，本发明的有益效果是：本发明通过负极配方的优化尤其是有益添加剂的选择，极大地改善了铁负极的充电效率和倍率性能，同时对其抗板结能力有较大改善。本发明通过研究发现，将镍铝三元层状氢氧化物[Ni_xAl_(1-x)M_y(OH)₂]·[(A^a-)_z·mH₂O]用作添加剂，在其合适的镍铝摩尔比和适宜的阴离子掺杂下，控制合适的添加量，意外地发现能够同时获得良好的循环性能和倍率性能，该添加剂廉价易得且高效，对于制备高性能的铁负极是十分有益的。通过对电解液配方的改进，多种添加剂的联合使用，可以有效的改善电池的高低温和循环性能。采用该技术方案制备的袋式正极极活性物质利用率高、袋式铁负极容量性能和倍率性能优异，制备的单袋式铁镍电池内阻低、倍率性能好、循环寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明中单袋式大功率铁镍二次电池的结构示意图。

图中：1-电池壳，2-袋式铁负极板，3-复合隔膜，4-烧结镍正极板，5-电极柱，6-排气阀。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

如图1所示，一种单袋式大功率铁镍二次电池，包括电池壳1、位于电池壳1内的电池极板组和电解液及设置于电池壳1上且与正负极相连的电极柱5和排气阀6，所述电池极板组由烧结镍正极板4、袋式铁负极板2及位于烧结镍正极板4和袋式铁负极板2之间的多层复合隔膜2构成，所述袋式铁负极板2由穿孔钢带和电极材料组成，其中电极材料由铁基活性材料、导电剂、添加剂和粘结剂组成，添加剂由氧化锌、硫化铋、氧化铈、硫化亚铜、氢氧化铜、氢氧化镱、氢氧化锆或氧化铋中的至少一种和Ni-Al-M三元层状氢氧化物中的至少一种组成，M为Zn、Cu、Zr或Ce，所述电解液为富液状态的含有添加剂的碱性溶液，所述复合隔膜3由磺化聚丙烯隔膜、氟化聚丙烯隔膜、接枝聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、尼龙隔膜或丙纶针刺无纺布中的至少两种构成，其层数为2层以上。

实施例1

镍铝铜三元层状氢氧化物(Ni/Al/Cu＝3:1:0.5，Cl^-)的制备：

首先将氯化镍、氯化铝和氯化铜以镍铝铜元素摩尔比为3:1:0.5的比例溶入煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液，取一定量的氢氧化钠配置成一定浓度的复合碱溶液。在氮气保护下，将镍铜铝盐水溶液缓慢滴加到装有复合碱性溶液的反应釜中，反应温度为30℃，反应完成后，将混合溶液移入水热反应釜中在110℃条件下水热处理10h，经过离心，洗涤，干燥，研磨得到镍铝铜三元层状氢氧化物(Ni/Al/Cu＝3:1:0.5，Cl^-)。

烧结镍正极板的制备：采用传统的烧结工艺制备。

袋式铁负极板的制备：

将四氧化三铁粉62g、镍铝铜三元层状氢氧化物(Ni/Al/Cu＝3:1:0.5，Cl^-)5g、铁粉10g、导电石墨16g、硫化铋6g和PTFE干粉1g混合均匀，喷淋氢氧化钠溶液，进行碾压，烘干造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接等工序制备出袋式铁负极板1-I。

将四氧化三铁粉62g、镍铝铜三元层状氢氧化物(Ni/Al/Cu＝3:1:0.5，Cl^-)5g、铁粉10g、导电石墨16g、硫化铋6g、质量浓度为2.5％PVA溶液10g和质量浓度为2％SBR水溶液2g混合均匀，配制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经100℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起，做成条状电极板盒；再将若干条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板1-II。

电解液的制备：将氢氧化钾和氢氧化锂溶入去离子水中配制成总摩尔浓度为6M的溶液，取上述溶液1000mL添加10g钨酸钠、10g偏硼酸钠、10g氟化钾和5g硫化钠。

电池正负极板的隔板采用厚度约0.4毫米的磺化聚丙烯和聚乙烯的复合隔膜，将制备的烧结镍正极板、袋式铁负极板和复合隔膜组装成电极组，装入方形电池壳中，加注碱性电解液活化后，进行封口，组装成150AH电池。负极设计容量为正极的1.5倍。电池结构如图1所示。

实施例2

镍铝锌三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zn＝3:1:0.6，CO₃ ^2-)的制备：

首先将硫酸镍、氯化铝和硫酸锌以镍铝锌元素摩尔比为3:1:0.6的比例溶入煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液，取一定量的氢氧化钠和碳酸钠配置成一定浓度的复合碱溶液，将镍铝锌盐水溶液缓慢滴加到装有复合碱性溶液的反应釜中，反应温度为45℃，反应完成后，将混合溶液移入水热反应釜中120℃条件下水热处理6h，经过离心，洗涤，干燥，研磨得到镍铝锌三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zn＝3:1:0.6，CO₃ ^2-)。

袋式铁负极板的制备：

将四氧化三铁粉69g、氧化亚铁粉5g、镍铝锌三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zn＝3:1:0.6，CO₃ ^2-)10g、导电炭黑5g、硫化亚铜5g、氢氧化镱5g和PTFE干粉1g混合均匀，喷淋氢氧化钠溶液，进行碾压，烘干造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接等工序制备出袋式铁负极板2-I。

将四氧化三铁粉60g、氧化亚铁粉5g、镍铝锌三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zn＝3:1:0.6，CO₃ ^2-)10g、导电炭黑5g、硫化亚铜5g、氢氧化镱5g、质量浓度为2.5％PVA溶液9g和质量浓度为2％SBR水溶液1g混合均匀，配制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经100℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起，做成条状电极板盒；再将若干条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板2-II。

电解液的制备：将氢氧化钾和氢氧化锂溶入去离子水中配制成总摩尔浓度为6M的溶液，取1000mL上述溶液添加10g钨酸钠、10g偏硼酸钠、10g氟化钾和10g硫化钾。

电池正负极板的隔板采用厚度约0.6毫米的磺化聚丙烯和尼龙复合隔膜。将制备的烧结镍正极板、袋式铁负极板和复合隔膜组装成电极组，装入方形电池壳中，加注碱性电解液活化后，进行封口，组装成150AH电池。负极设计容量为正极的1.5倍。电池结构如图1所示。

实施例3

镍铝锆三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zr＝3:1:1，S^2-)的制备：

首先将氯化镍、氯化铝和氯化锆以镍铝铜元素摩尔比为3:1:1的比例溶入煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液，取一定量的氢氧化钠配置成一定浓度的复合碱溶液。在氮气保护下，将镍铜铝盐水溶液缓慢滴加到装有复合碱性溶液的反应釜中，反应温度为30℃，反应完成后，将混合溶液移入水热反应釜中130℃条件下水热处理10h，经过离心，洗涤，转移到0.5M硫化钠溶液中90℃条件下处理4h，离心，洗涤，研磨得到镍铝锆三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zr＝3:1:1，S^2-)。

烧结镍正极板的制备：采用传统的烧结工艺制备。

将四氧化三铁粉65g、镍铝锆三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zr＝3:1:1，S^2-)8g、导电石墨15g、氧化锌5g、氢氧化镱5g、氧化铈1g和PTFE干粉1g混合均匀，喷淋氢氧化钠溶液，进行碾压，烘干造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接等工序制备出袋式铁负极板3-I。

将四氧化三铁粉60g、镍铝锆三元层状氢氧化物(Ni/Al/Zr＝3:1:1，S^2-)8g、导电石墨15g、氧化锌5g、氢氧化镱5g、氧化铈2g、质量浓度为2.5％HPMC溶液8g和质量浓度为60％PTFE水溶液2g混合均匀，配制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经100℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起，做成条状电极板盒；再将若干条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板3-II。

电解液的制备：将氢氧化钾和氢氧化锂溶入去离子水中配制成总摩尔浓度为7M的溶液，取1000mL上述溶液添加10g钨酸钠、30g偏硼酸钠、25g氟化钾和5g硫化钠。

电池正负极板的隔板采用厚度约0.6毫米的磺化聚丙烯和聚丙烯复合隔膜。将制备的烧结镍正极板、袋式铁负极板和复合隔膜组装成电极组，装入方形电池壳中，加注碱性电解液活化后，进行封口，组装成150AH电池。负极设计容量为正极的1.5倍。电池结构如图1所示。

实施例4

镍铝铈三元层状氢氧化物(Ni/Al/Ce＝5:1:0.4，BO₂ ^-)的制备：

首先将氯化镍、氯化铝和氯化铈以镍铝铈元素摩尔比为5:1:0.4的比例溶入煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液，取一定量的氢氧化钠配置成一定浓度的复合碱溶液。在氮气保护下，将镍铜铈盐水溶液缓慢滴加到装有复合碱性溶液的反应釜中，反应温度为30℃，反应完成后，将混合溶液移入水热反应釜中130℃条件下水热处理10h，经过离心，洗涤，转移到0.5M偏硼酸钠溶液中100℃条件下水热处理4h，离心，洗涤，研磨得到镍铝铈三元层状氢氧化物(Ni/Al/Ce＝5:1:0.4，BO₂ ^-)。

烧结镍正极板的制备：采用传统的烧结工艺制备。

将四氧化三铁粉50g、硫化亚铁15g、镍铝铈三元层状氢氧化物(Ni/Al/Ce＝5:1:0.4，BO₂ ^-)8g、导电石墨12g、硫化亚铜5g、氧化锌5g、氢氧化镱2g、氧化铋1g和PTFE干粉2g混合均匀，喷淋氢氧化钠溶液，进行碾压，烘干造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接等工序制备出袋式铁负极板4-I。

将四氧化三铁粉42g、硫化亚铁15g、镍铝铈三元层状氢氧化物(Ni/Al/Ce＝5:1:0.4，BO₂ ^-)8g、导电石墨12g、硫化亚铜5g、氧化锌5g、氢氧化镱2g、氧化铋1g、质量浓度为2.5％CMC溶液8g和质量浓度为60％PTFE水溶液2g混合均匀，配制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经100℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起，做成条状电极板盒；再将若干条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板4-II。

电解液的制备：将氢氧化钾和氢氧化锂溶入去离子水中配制成总摩尔浓度为6.5M的溶液，取1000mL上述溶液添加5g钨酸钠、20g偏硼酸钠、40g氟化钾和50g硫化钠。

电池正负极板的隔板采用厚度约0.8毫米的丙纶针刺无纺布和聚丙烯复合隔膜。将制备的烧结镍正极板、袋式铁负极板和复合隔膜组装成电极组，装入方形电池壳中，加注碱性电解液活化后，进行封口，组装成150AH电池。负极设计容量为正极的1.5倍。电池结构如图1所示。

对比例1

袋式铁负极板的制备：

将四氧化三铁粉87g、导电石墨10g、硫酸镍2g和PTFE干粉1g混合均匀，喷淋氢氧化钠溶液，进行碾压，烘干造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接等工序制备出袋式铁负极板。

电解液的制备：将氢氧化钾溶入去离子水中配制成6.0M溶液。

烧结镍正极板和隔板同实施例1。将制备的烧结镍正极板、袋式铁负极板和复合隔膜组装成电极组，装入方形电池壳中，加注碱性电解液活化后，进行封口，组装成150AH电池。负极设计容量为正极的1.5倍。电池结构如图1所示。

对比例2

袋式铁负极板的制备：

将四氧化三铁粉78g、导电石墨10g、硫酸镍2g、质量浓度为2.5％HPMC溶液8g和质量浓度为2％SBR水溶液2g混合均匀，配制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经100℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起，做成条状电极板盒；再将若干条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板。

电解液的制备：将氢氧化钾溶入去离子水中配制成6.0M溶液。

烧结镍正极板和隔板同实施例1。将制备的烧结镍正极板、袋式铁负极板和复合隔膜组装成电极组，装入方形电池壳中，加注碱性电解液活化后，进行封口，组装成150AH电池。负极设计容量为正极的1.5倍。电池结构如图1所示。

袋式电极克容量和电池倍率性能测试：将采用具体实施例1-4和对比例1-2制备的电池经0.2C活化后，0.2C充电6h，之后电池搁置10min，然后以0.2C分别放电至电压为1.0，得到室温放电容量。并对单极板的活性物质克容量进行评估。对电池采用0.2C充电6h，搁置10min,10C放至0.8V，得到高倍率放电容量。采用2C高倍率放电容量和0.2C倍率放电容量的比值来评估倍率性能的好坏。

电池低温性能测试：电池先在25℃环境温度下进行0.2C充放，得出常温容量。在-20℃温度下进行0.2C充放，得出低温放电容量。分别计算出高低温情况下放电容量与常温下容量的比值，对其高低温性能进行评估。

电池循环性能测试：将实施例1-4和对比例1-2制得的电池分别在25℃环境温度下进行1C充放电循环，循环1000次，计算容量保持率。

表1电池和极板性能测试

从以上测试结果可以看出，采用本发明制备的大容量高功率单袋式氢镍电池具有较高的负极活性物质利用率，优异的倍率性能和循环稳定性，能满足商业化电池，特别是高容量高功率长寿命电池的要求。这些性能的改进主要归因于：主要通过负极配方的优化，尤其是有益添加剂的选择，极大的改善了铁负极的充电效率和倍率性能，同时对其抗板结能力有较大改善。本发明的发明人通过研究发现，将镍铝三元层状氢氧化物[Ni_xAl_(1-x)M_y(OH)₂]·[(A^a-)_z·mH₂O]用作添加剂，在其合适的镍铝摩尔比和适宜的阴离子掺杂下，控制合适的添加量，意外地发现能够同时获得良好的循环性能和倍率性能，该添加剂廉价易得且高效，对于制备高性能的铁负极是十分有益的。通过对电解液配方的改进，多种添加剂的联合使用，可以有效的改善电池的高低温和循环性能。采用该技术方案制备的袋式正极极活性物质利用率高、袋式铁负极容量性能和倍率性能优异，制备的单袋式铁镍电池内阻低、倍率性能好、循环寿命长等优点。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (5)

1.一种单袋式大功率铁镍二次电池，包括电池壳、位于电池壳内的电池极板组和电解液及设置于电池壳上且与正负极相连的电极柱和排气阀，其特征在于：所述电池极板组由烧结镍正极板、袋式铁负极板及位于烧结镍正极板和袋式铁负极板之间的多层复合隔膜构成，所述袋式铁负极板由穿孔钢带和电极材料组成，其中电极材料由铁基活性材料、导电剂、添加剂和粘结剂组成，添加剂由氧化锌、硫化铋、氧化铈、硫化亚铜、氢氧化铜、氢氧化镱、氢氧化锆或氧化铋中的至少一种和Ni-Al-M三元层状氢氧化物中的至少一种组成，所述添加剂中Ni-Al-M三元层状氢氧化物的分子式为[Ni_xAl_（1-x）M_y(OH)₂]·[(A^a-)_z·mH₂O]，其中M为Zn、Cu、Zr或Ce，A^a-为OH⁻、Cl^-、CO₃ ²⁻、NO₃ ⁻、BO₂ ^-、MoO₄ ^2-或WO₄ ^2-中的至少一种，0.9≥x≥0.6，y>0，z>0，m >0，所述电解液为富液状态的含有添加剂的碱性溶液。

2.根据权利要求1所述的单袋式大功率铁镍二次电池，其特征在于：所述袋式铁负极板的电极材料由65-96.9wt.铁基活性材料、1-20wt.%导电剂、2-10wt.%添加剂和0.1-5wt.%粘结剂组成，其中铁基活性材料为四氧化三铁、氧化亚铁、三氧化二铁或硫化亚铁中的至少一种，导电剂为导电碳材料、镍粉、锌粉、铜粉、铁粉或亚氧化钛中的至少两种，粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯或丁苯橡胶中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的单袋式大功率铁镍二次电池，其特征在于：所述复合隔膜由磺化聚丙烯隔膜、氟化聚丙烯隔膜、接枝聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、尼龙隔膜或丙纶针刺无纺布中的至少两种构成，其层数为2层以上。

4.根据权利要求1所述的单袋式大功率铁镍二次电池，其特征在于：所述电解液是由KOH和LiOH组成的总摩尔浓度为4-7mol/L的混合溶液，该电解液中还包含0.5-5wt.%的钨酸钾或钨酸钠、0.5-5wt.%的偏硼酸钾或偏硼酸钠和0.1-2wt.%的氟化钾或氟化钠和0.1-5wt.%的硫化钠或硫化钾。

5.一种权利要求1所述的单袋式大功率铁镍二次电池的制备方法，其特征在于所述袋式铁负极板的具体制备过程为：

将铁基活性物质、导电剂、添加剂和粘结剂混合均匀，喷淋碱液或蒸馏水，进行和粉，造粒；通过包粉机将活性物质颗粒包入穿孔钢带极盒中，并进行拼条、压纹、裁切、焊接工序制备出袋式铁负极板；

或者将铁基活性物质、导电剂、添加剂和粘结剂水溶液混合均匀制成负极浆料；采用单面上浆方式在穿孔镀镍钢带上有毛刺的一面涂覆一层浆料层，经50-150℃温度下烘干后备用；将烘干后的涂覆钢带每两片的涂覆固化层孔面相对包在一起做成条状电极板盒，再将多条电极板盒拼成一定宽度并接横向压横纹合成毛坯；将毛坯经包边筋和集流板点焊导电极耳即得袋式铁负极板。

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