CN112838213A - 一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锌锰电池技术领域领域，尤其涉及一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，46～65％改性纳米锌粉，3～7％粘结剂，27～46％电解液二和1～4％添加剂。本发明制备得到的含有改性纳米锌粉的锌锰电池采用碳量子点锚固和包覆纳米锌粉技术，具有以下优点：(1)电池实际容量、库伦效率高，实用性强；(2)电池循环寿命大于1000次，使用寿命长；(3)电池耐温宽，能够在‑30℃‑100℃条件下正常工作；(4)电池不添加任何含铅含汞材料，安全环保。

Description

一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及锌锰电池技术领域领域，尤其涉及一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法。
背景技术
电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。理想的电池器件需具备大容量、可逆性强、快充快放、成本低廉、环境友好等特点。传统的碱锰电池、锂离子电池、铅酸电池、镉镍电池以及各种电容器被广泛研究并在生活中得以应用。铅酸电池作为能量储存系统，因电压稳定、使用方便，曾被广泛应用于启动电源、备用电源、动力电源、储能电源等领域，但是铅酸电池存在着无法被忽视的环保问题，在铅酸电池的制造和回收过程中，都容易产生环境污染。锌锰电池由于结构简单、安全环保、成本低廉等特点，在电池领域受到越来越多的关注；而且Zn/MnO2电池对于组装环境的要求较低、器件组装简易，在柔性及可穿戴领域也有独特的优势，这些特点使得锌锰电池的应用前景广阔。
中国专利CN201910905455.0提供了一种含有改性纳米锌粉的碱性锌锰电池，采用笼型倍半硅氧烷纳米锌粉对纳米锌粉进行改性，辅以离子液体改性笼型倍半硅氧烷、乙醇胺磷酸酯和乙醇胺磷酸酯衍生物的协同作用，在对纳米锌粉起到分散作用的同时，使其与纳米锌粉具备良好的配位螯合作用，提高了电池整体性能的均一性，从而延长了电池的放电性能和使用寿命。但是该发明的配方复杂，工艺繁琐，成本较高，大量的掺杂更加考验原料的储存稳定性，局限了其实际应用环境。基于此，制备一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明通过提供一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，解决了现有技术中锌离子电池实际容量有限，耐温性差的缺陷，采用简单工艺即可获得循环寿命长，能量密度高，耐温宽的锌锰电池。
本发明第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，46～65％改性纳米锌粉，3～7％粘结剂，27～46％电解液二和1～4％添加剂。
在一种优选的实施方式中，所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
在一种优选的实施方式中，所述碳量子点包括纳米金刚石，石墨烯量子点，荧光碳颗粒中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述碳量子点为石墨烯量子点。
在一种优选的实施方式中，所述碳量子点包覆纳米锌粉中纳米锌粉的粒径为200-600目。
在一种优选的实施方式中，所述粘结剂包括羧甲基纤维素，硅酸钠，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述添加剂为笼型倍半硅氧烷。
在一种优选的实施方式中，所述笼型倍半硅氧烷包括乙烯基-POSS，氨基-POSS，环氧基-POSS，羟基-POSS中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述电解液二为质量浓度为32-40％的碱金属水溶液。
本发明第二方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
有益效果：
本发明制备得到的含有改性纳米锌粉的锌锰电池采用碳量子点锚固和包覆纳米锌粉技术，具有以下优点：
(1)电池实际容量、库伦效率高，实用性强；
(2)电池循环寿命大于1000次，使用寿命长；
(3)电池耐温宽，能够在-30℃-100℃条件下正常工作；
(4)电池不添加任何含铅含汞材料，安全环保。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，46～65％改性纳米锌粉，3～7％粘结剂，27～46％电解液二和1～4％添加剂。
在一些优选的实施方式中，所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
在一些优选的实施方式中，所述碳量子点包括纳米金刚石，石墨烯量子点，荧光碳颗粒中的至少一种。
进一步优选，所述碳量子点为石墨烯量子点。石墨烯量子点可为市售，例如西安齐岳生物科技有限公司。
在一些优选的实施方式中，所述碳量子点包覆纳米锌粉中纳米锌粉的粒径为200-600目。粒径为200-600目的纳米锌粉可为市售，例如湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
在一些优选的实施方式中，所述碳量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将0.1-5g碳量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散20-40min，搅拌15-30min；超声振荡，用机械剪切机剪切3-5h，得到碳量子点分散液；将纳米锌粉原料与碳量子点分散液混合，球磨干燥，得到碳量子点包覆纳米锌粉。
在一些优选的实施方式中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为1-5％。
在一些优选的实施方式中，所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入10-35mL碳量子点分散液。
由于碳量子点富含活性基团，对负极金属离子有强特异性吸附能力，一方面能够起到锚固和包裹作用，保护电极活性成分，使电流密度更加均匀；另一方面能够显著抑制负极的枝晶和腐蚀现象，提升电池循环寿命。
在一些优选的实施方式中，所述粘结剂包括羧甲基纤维素，硅酸钠，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸酯中的至少一种。
进一步优选，所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸。
更进一步优选，羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为(1.5-4)：(0.8-2.6)：1。
在一些优选的实施方式中，所述添加剂为笼型倍半硅氧烷。
在一些优选的实施方式中，所述笼型倍半硅氧烷包括乙烯基-POSS，氨基-POSS，环氧基-POSS，羟基-POSS中的至少一种。
进一步优选，所述笼型倍半硅氧烷包括氨基-POSS和/或羟基-POSS。
在一些优选的实施方式中，所述电解液二为质量浓度为32-40％的碱金属水溶液。
本发明第二方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，所述提取物的提取方法均为常规的提取方法。
实施例1.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例2.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，50％改性纳米锌粉，4％粘结剂，43％电解液二和3％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例3.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，63％改性纳米锌粉，3％粘结剂，32％电解液二和2％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例4.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例5.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入5mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例6.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为60目，购买自清苑县同兴氧化锌有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例7.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，56％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例8.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为1：1：2。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例9.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，超声分散30min，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素和聚丙烯酸；羧甲基纤维素和聚丙烯酸的重量比为3：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
实施例10.
本实施例第一方面提供了一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，53.5％改性纳米锌粉，5％粘结剂，39％电解液二和2.5％添加剂。
所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
所述碳量子点为石墨烯量子点。
所述纳米锌粉的粒径为400目，购买自湖南新威凌金属新材料科技股份有限公司。
所述石墨烯量子点包覆纳米锌粉的具体步骤包括：
将3g石墨烯量子点粉体加入到100mL乙醇水溶液中，搅拌20min；超声振荡，用机械剪切机剪切4h，得到石墨烯量子点分散液；将纳米锌粉原料与石墨烯量子点分散液混合，球磨干燥，得到石墨烯量子点包覆纳米锌粉。
所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为2.8％。
所述纳米锌粉原料和碳量子点分散液的混合比例为：每1g纳米锌粉原料混入20mL碳量子点分散液。
所述粘结剂为羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸；羧甲基纤维素，硅酸钠和聚丙烯酸的重量比为3：1.5：1。
所述添加剂为八羟基笼型倍半硅氧烷，购买自西安齐岳生物科技有限公司。
所述电解液二为质量浓度为36％的KOH水溶液。
所述含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
性能测试方法
高温稳定性：
将实施例1-10制得的电池置于100℃条件下7天，观察电池有无鼓包、漏液现象；评价等级具体为：
0级：无变化，即无可觉察的变化；
1级：很轻微，即刚可觉察的变化；
2级：轻微，即有明显觉察的变化；
3级：中等，即有很明显觉察的变化；
4级：较大，即有较大的变化；
5级：严重，即有强烈的变化；
电池容量：
参照国标GB/T 31467.2-2015测定实施例1-10制得的电池的放电容量。
安全性：
参照国标GB/T 31467.2-2015测定实施例1-10制得的电池的安全性能；设置挤压力为300kN，保持30min，观察1h，看电池有无着火或爆炸现象。无着火或爆炸现象为安全性优，有着火或爆炸现象为安全性差。
性能测试数据
表1.实施例1-10的性能测试结果
高温稳定性 电池容量mAh/g 安全性
实施例1 0 312 优
实施例2 0 304 优
实施例3 0 309 优
实施例4 4 157 差
实施例5 1 276 优
实施例6 2 245 优
实施例7 2 251 差
实施例8 1 269 优
实施例9 2 240 差
实施例10 3 213 差
最后指出，前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，包括外壳，正极环，负极锌膏，隔膜和电解液一；其特征在于，所述负极锌膏的原料包括，按照重量比计，46～65％改性纳米锌粉，3～7％粘结剂，27～46％电解液二和1～4％添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述改性纳米锌粉为碳量子点包覆纳米锌粉。
3.根据权利要求2所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述碳量子点包括纳米金刚石，石墨烯量子点，荧光碳颗粒中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述碳量子点为石墨烯量子点。
5.根据权利要求2所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述碳量子点包覆纳米锌粉中纳米锌粉的粒径为200-600目。
6.根据权利要求1所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述粘结剂包括羧甲基纤维素，硅酸钠，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述添加剂为笼型倍半硅氧烷。
8.根据权利要求7所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述笼型倍半硅氧烷包括乙烯基-POSS，氨基-POSS，环氧基-POSS，羟基-POSS中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池，其特征在于，所述电解液二为质量浓度为32-40％的碱金属水溶液。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的含有改性纳米锌粉的锌锰电池的制备方法，其特征在于，制备步骤包括：
S1.制备改性纳米锌粉；
S2.将改性纳米锌粉，粘结剂，电解液一和添加剂混合均匀，得到负极锌膏；
S3.将正极环放入外壳，并注入电解液二，加入隔膜，静置至隔膜完全润湿，加入负极锌膏，组装得到锌锰电池成品。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022156770A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 广州倬粤电能科技有限公司 一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法
CN115084454A (zh) * 2021-08-17 2022-09-20 广州倬粤新材料科技研究有限公司 一种碱性锌锰电池负极及其制备方法
CN115975413A (zh) * 2022-12-21 2023-04-18 天津博迈科海洋工程有限公司 碳量子点改性的水性无机富锌涂料及碳量子点改性锌粉制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481107A (zh) * 2009-01-23 2009-07-15 东华大学 镍锌铁氧体(Ni1-xZnxFe2O4)包覆碳纳米管磁性纳米复合材料的制备方法
CN102956875A (zh) * 2012-10-31 2013-03-06 中南大学 一种碳包覆锌基水滑石的制备及其在锌镍二次电池中的应用方法
CN104201357A (zh) * 2014-09-18 2014-12-10 温州大学 一种石墨烯量子点-石墨烯复合材料及其制备方法与用途
CN106744857A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 尹宗杰 3d打印石墨烯‑金属复合材料、制备方法及应用
CN106784828A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 尹宗杰 一种层铸成型石墨烯‑金属复合材料及制备方法
CN110492092A (zh) * 2019-07-24 2019-11-22 宁波双鹿新能源科技有限公司 一种稀土合金掺杂的锌锰电池及其制备方法
CN110783560A (zh) * 2019-09-24 2020-02-11 宁波泰意德过滤技术有限公司 一种含有改性纳米锌粉的碱性锌锰电池及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010129196A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Panasonic Corp アルカリ乾電池の製造方法
CN112838213A (zh) * 2021-01-25 2021-05-25 广州倬粤电能科技有限公司 一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481107A (zh) * 2009-01-23 2009-07-15 东华大学 镍锌铁氧体(Ni1-xZnxFe2O4)包覆碳纳米管磁性纳米复合材料的制备方法
CN102956875A (zh) * 2012-10-31 2013-03-06 中南大学 一种碳包覆锌基水滑石的制备及其在锌镍二次电池中的应用方法
CN104201357A (zh) * 2014-09-18 2014-12-10 温州大学 一种石墨烯量子点-石墨烯复合材料及其制备方法与用途
CN106744857A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 尹宗杰 3d打印石墨烯‑金属复合材料、制备方法及应用
CN106784828A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 尹宗杰 一种层铸成型石墨烯‑金属复合材料及制备方法
CN110492092A (zh) * 2019-07-24 2019-11-22 宁波双鹿新能源科技有限公司 一种稀土合金掺杂的锌锰电池及其制备方法
CN110783560A (zh) * 2019-09-24 2020-02-11 宁波泰意德过滤技术有限公司 一种含有改性纳米锌粉的碱性锌锰电池及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022156770A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 广州倬粤电能科技有限公司 一种含有改性纳米锌粉的锌锰电池及其制备方法
CN115084454A (zh) * 2021-08-17 2022-09-20 广州倬粤新材料科技研究有限公司 一种碱性锌锰电池负极及其制备方法
CN115084454B (zh) * 2021-08-17 2024-04-19 广州倬粤新材料科技研究有限公司 一种碱性锌锰电池负极及其制备方法
CN115975413A (zh) * 2022-12-21 2023-04-18 天津博迈科海洋工程有限公司 碳量子点改性的水性无机富锌涂料及碳量子点改性锌粉制备方法
CN115975413B (zh) * 2022-12-21 2024-05-10 天津博迈科海洋工程有限公司 碳量子点改性的水性无机富锌涂料及碳量子点改性锌粉制备方法

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