TWI401834B - 鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置 - Google Patents

鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI401834B
TWI401834B TW099109382A TW99109382A TWI401834B TW I401834 B TWI401834 B TW I401834B TW 099109382 A TW099109382 A TW 099109382A TW 99109382 A TW99109382 A TW 99109382A TW I401834 B TWI401834 B TW I401834B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
hydroxide
salt
negative electrode
iron oxide
nickel
Prior art date
Application number
TW099109382A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201133995A (en
Inventor
Kan Sen Chou
Chen Yu Kao
Yun Ru Tsai
Original Assignee
Nat Univ Tsing Hua
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nat Univ Tsing Hua filed Critical Nat Univ Tsing Hua
Priority to TW099109382A priority Critical patent/TWI401834B/zh
Priority to US12/910,247 priority patent/US8486563B2/en
Publication of TW201133995A publication Critical patent/TW201133995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI401834B publication Critical patent/TWI401834B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置
本發明係關於一種負極電極複合材料、其製法及使用其之電化學裝置，尤指一種適用於鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之電化學裝置。
隨著環保意識高漲，較為環保的電動車及油電混合車成為目前研發重點之一，其中，作為其能量來源之大型電池係電動車及油電混合車發展的最大關鍵因素。鎳鐵電池於1910年代即被運用於交通運輸部分，其因具有長的循環壽命、耐過度充電與過度放電、原料充足及無汙染之虞等優點，故係做為大型電池的優良選擇。鎳鐵電池之結構主要包括：鐵電極，係作為負極，主要材料為鐵粉或鐵氧化物；氫氧化鎳電極，係作為正極；鹼性電解液，一般係使用氫氧化鉀與氫氧化鋰混合水溶液；及隔離膜，係置於負極與正極之間。
使用鐵粉作為主要材料之鐵電極主要係以熔融金屬霧化、電解、碳還原磁鐵礦、碳醯鐵[Fe(CO)5 ]分解或是氫氣還原氧化鐵粉而製得，其中較常使用的方式係以氫氣還原微細的氧化鐵粉末，以得到多孔的微細鐵粉。另一方面，亦發展有使用四氧化三鐵(Fe3 O4 )作為為電極材料之技術，舉例而言，可使用多種未經氫氣還原的的四氧化三鐵活性材料製作成電極；或者，先將草酸鐵加熱至200℃，以除去水分，再將除去水分的草酸鐵加熱至500℃，使之發生分解反應，以製得包含15wt.%的α-Fe和85wt.%的Fe3 O4 之產物，最後將其製作成電極，此電極於40mA/g下獲得的電容量約為220mAh/g。
然而，由於過去製得之鐵電極有電容量不高之缺點，因而使得整體電池能量密度及功率密度無法滿足動力用電源需求，據此，改善電池電容量及充放電特性係為本發明之重要目標。
本發明之目的係在提供一種負極電極複合材料，其應用於電化學裝置時，可展現較佳之充放電特性及高電容量，且其製法簡單，製作成本低，並可大量製作。
為達成上述目的，本發明提供一種負極電極複合材料，包括：複數個鐵氧化物粒子；以及一導電助劑，其係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽、氫氧化銅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化錫、氫氧化銻、氫氧化鉍、氫氧化銦、氫氧化銀、氫氧化金、氫氧化鉛、氫氧化鎘及其組合所組成之群組。
據此，本發明之負極電極複合材料因該導電助劑，得以展現較佳的充放電特性，且使用本發明負極電極複合材料製作負極電極之電化學裝置(如鎳鐵電池)可具有較高的電容量。
本發明之負極電極複合材料更可包括一黏結劑，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚二氟乙烯樹脂(PVdf)、聚苯乙烯丁二烯橡膠或壓克力樹脂。
本發明之負極電極複合材料更可包括一硫化物，如Na2 S‧9H2 O。
於本發明之負極電極複合材料中，該些鐵氧化物粒子可選自由四氧化三鐵粒子、三氧化二鐵粒子、氧化亞鐵粒子及其混合物所組成之群組。具體而言，該些鐵氧化物粒子可為四氧化三鐵、三氧化二鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵/氧化亞鐵混合物、四氧化三鐵/三氧化二鐵混合物、四氧化三鐵/三氧化二鐵/氧化亞鐵混合物、或氧化亞鐵/三氧化二鐵混合物。
於本發明之負極電極複合材料中，該些鐵氧化物粒子之直徑較佳為20nm至100nm；而鐵氧化物粒子與導電助劑之重量比較佳為0.01至10，更佳為0.1至10，最佳為0.5至5。
本發明更提供一種負極電極複合材料之製備方法，包括：製備複數個鐵氧化物粒子；以及將該些鐵氧化物粒子與一導電助劑混合，以製得該負極電極複合材料，其中，該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽、氫氧化銅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化錫、氫氧化銻、氫氧化鉍、氫氧化銦、氫氧化銀、氫氧化金、氫氧化鉛、氫氧化鎘及其組合所組成之群組。
於本發明之製備方法中，可使用習知方法製得鐵氧化物粒子，如共沉澱法。舉例而言，可混合鐵離子與亞鐵離離子(Fe3+ :Fe2+ 莫爾比可約為2:1)，並加入沉澱劑(如氫氧化鈉)，於一定的溫度及pH值(如12左右)下，攪拌進行沉澱反應，以製得鐵氧化物奈米粒子。
於本發明之製備方法中，所製得之鐵氧化物粒子直徑較佳為20nm至100nm；而鐵氧化物粒子與導電助劑之重量比較佳為0.01至10，更佳為0.1至10，最佳為0.5至5。
於本發明之製備方法中，該些鐵氧化物粒子及導電助劑更可與一黏結劑混合，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚二氟乙烯樹脂(PVdf)、聚苯乙烯丁二烯橡膠或壓克力樹脂。
於本發明之製備方法中，該些鐵氧化物粒子及導電助劑更可與一硫化物混合，如Na2 S‧9H2 O。
由上述製備方法可知，本發明負極電極複合材料之製備方法簡單便宜，利於降低生產成本，且適於大量製作。
本發明之負極電極複合材料可用於製作負極電極，尤其適用於製作鎳鐵電池之負極電極。
據此，本發明更提供一種負極電極，其包括：一負極基材；以及一負極塗層，係塗佈於該負極基材上，其中該負極塗層包括複數個鐵氧化物粒子及一導電助劑，而該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽及其組合所組成之群組。
此外，本發明亦提供負極電極之製備方法，包括：製備複數個鐵氧化物粒子；將該些鐵氧化物粒子與一導電助劑混合，以製得一負極電極複合材料，其中，該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽及其組合所組成之群組；以及將該負極電極複合材料塗佈至一負極基材，以形成一負極塗層。
再者，本發明更提供一種電化學裝置，其係使用上述之負極電極複合材料作為負極塗層，包括：一殼體；一鹼性電解液，係容置於該殼體中；一正極電極，係插置於該鹼性電解液中，其包括一正極基材及一塗覆於該正極基材上之正極塗層，其中該正極塗層包括氫氧化鎳；以及一負極電極，係插置於該鹼性電解液中，其包括一負極基材及一塗覆於該負極基材上之負極塗層，其中該負極塗層包括複數個鐵氧化物粒子及一導電助劑，該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽及其組合所組成之群組。
本發明之電化學裝置更可包括一隔離膜，係插置於該正極電極與該負極電極之間。
於本發明之電化學裝置中，正極基材及負極基材可為一導電基材，例如金屬片或金屬網。
综上所述，本發明之負極電極複合材料不僅可改善電化學裝置(如鎳鐵電池)之電容量及充放電特性，其更具有製程簡單、低製作成本及可大量製作之優點，故可應用於電動車發展，具有相當的市場競爭力。
 實施例1
配製含有FeSO4 ‧7H2 O(2.3352g)及Fe2 (SO4 )3 ‧7H2 O(8.94g)之水溶液，並通入氮氣5分鐘。接著，加入氫氧化鈉，將水溶液之pH值調至11-12，並持續攪拌30分鐘，以生成大約2g的四氧化三鐵(Fe3 O4 )。而後，利用磁鐵分離出四氧化三鐵(Fe3 O4 )，並進行多次清洗，再添加CuSO4 ‧5H2 O(1.834g，作為導電助劑)、Na2 S‧9H2 O(0.09g)及聚四氟乙烯(PTFE，0.22g，作為黏結劑)，以製成漿料(即負極電極複合材料)。最後，將此漿料塗於集電網(即負極基材)，以形成一負極塗層，進而製得一負極電極。
本實施例所製得之負極電極經充電後，負極電極中之硫酸銅(作為導電助劑)會還原為奈米銅，其將散佈於還原生成之鐵微粒(充電後，Fe3 O4 會還原成Fe)周圍。
於本實施例中，鐵氧化物粒子(Fe3 O4 粒子)之直徑約為20nm至100nm；而鐵氧化物粒子(即Fe3 O4 粒子)與導電助劑(即CuSO4 ‧5H2 O)之混合重量比約為1。
實施例2
配製含有FeSO4 ‧7H2 O(2.3352g)及Fe2 (SO4 )3 ‧7H2 O(8.94g)之水溶液，並通入氮氣5分鐘。接著，加入氫氧化鈉，將水溶液之pH值調至12左右，並持續攪拌30分鐘，以生成大約2g的四氧化三鐵(Fe3 O4 )。而後，利用磁鐵分離出四氧化三鐵(Fe3 O4 )，並進行多次清洗，再添加奈米Cu(0.467g，作為導電助劑)、Na2 S‧9H2 O(0.09g)及聚四氟乙烯(PTFE,0.22g,作為黏結劑)，以製成漿料(即負極電極複合材料)。最後，將此漿料塗於集電網(即負極基材)，以形成一負極塗層，進而製得一負極電極。
於本實施例中，鐵氧化物粒子(Fe3 O4 粒子)之直徑約為20nm至100nm；而鐵氧化物粒子(即Fe3 O4 粒子)與導電助劑(即奈米銅)之重量比約為4。
實施例3
配製含有FeSO4 ‧7H2 O(2.3352g)及Fe2 (SO4 )3 ‧7H2 O(8.94g)之水溶液，並通入氮氣5分鐘。接著，加入氫氧化鈉，將水溶液之pH值調至12左右，並持續攪拌30分鐘，以生成大約2g的四氧化三鐵(Fe3 O4 )。而後，加入CuSO4 ‧5H2 O(1.834g)，並調整水溶液之pH值至12左右(CuSO4 ‧5H2 O形成為Cu(OH)2 )，再抽氣過濾收集粉末(Cu(OH)2 與Fe3 O4 均勻混合物)，並烘乾。隨後，將烘乾之粉末與Na2 S‧9H2 O(0.09g)及聚四氟乙烯(PTFE,0.22g,作為黏結劑)均勻混合，以製成漿料(即負極電極複合材料)。最後，將此漿料塗於集電網(即負極基材)，以形成一負極塗層，進而製得一負極電極。
本實施例所製得之負極電極經充電後，負極電極中之氫氧化銅(作為導電助劑)會還原為奈米銅，其將散佈於還原生成之鐵微粒(充電後，Fe3 O4 會還原成Fe)周圍。
於本實施例中，鐵氧化物粒子(Fe3 O4 粒子)之直徑約為20nm至100nm；而鐵氧化物粒子(即Fe3 O4 粒子)與導電助劑(即Cu(OH)2 )之重量比約為3。
比較例
將NaBH4 (0.1mole)溶於純水(100ml)中，以作為還原劑，並於冰浴條件下，將該還原劑緩慢加至含FeSO4 ‧7H2 O(0.025mole)之溶液(50ml)中，以進行還原反應。接著，藉由純水多次清洗後，利用磁鐵分離出所製得的純鐵微粒，再添加Na2 S‧9H2 O(0.09g)及聚四氟乙烯(PTFE,0.22g，作為黏結劑)，以製成漿料。最後，將此漿料塗於集電網，以形成一負極塗層，進而製得一負極電極。
實驗例-充放電循環測試
選擇商用Ni(OH)2 製作成正極電極，並將實施例1至3及比較例所製得之負極電極及該正極電極插入電解液(1M的LiOH及4M的KOH)中，於200mA/g-Fe的電流下，進行充放電循環實驗，其結果如圖1至圖3所示。由圖1可發現，相較於傳統微米尺度之純鐵微粒(比較例)之電容量(約為200mAh/g-Fe)，本發明實施例1之負極電極複合材料具有較佳之電容量，其高達約700mAh/g-Fe。此外，本發明實施例2及3之負極電極複合材料測得之電容量則分別可達約500mAh/g-Fe及1100mAh/g-Fe，皆高於傳統純鐵微粒之電容量，如圖2至3所示。
實施例4
請參見圖4，係為本發明一較佳實施例之電化學裝置示意圖，其包括：一殼體1；一鹼性電解液2，係容置於該殼體1中；一正極電極3，係插置於該鹼性電解液2中，其包括一正極基材及一塗覆於該正極基材上之正極塗層，其中該正極塗層包括氫氧化鎳；一負極電極4，係插置於該鹼性電解液2中，其包括一負極基材及一塗覆於該負極基材上之負極塗層，其中該負極塗層包括複數個鐵氧化物粒子及一導電助劑，該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽、氫氧化銅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化錫、氫氧化銻、氫氧化鉍、氫氧化銦、氫氧化銀、氫氧化金、氫氧化鉛、氫氧化鎘及其組合所組成之群組；以及一隔離膜5，係插置於該正極電極3與該負極電極4之間。在此，鐵氧化物粒子(Fe3 O4 粒子)之直徑約為20nm至100nm；而鐵氧化物粒子與導電助劑之重量比約為0.01至10。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧殼體
2‧‧‧鹼性電解液
3‧‧‧正極電極
4‧‧‧負極電極
5‧‧‧隔離膜
圖1係本發明實施例1及比較例所製得之負極電極充放電循環試驗比較圖。
圖2係本發明實施例2所製得之負極電極充放電循環試驗結果圖。
圖3係本發明實施例3所製得之負極電極充放電循環試驗結果圖。
圖4係本發明一較佳實施例之電化學裝置示意圖。
1．．．殼體
2．．．鹼性電解液
3．．．正極電極
4．．．負極電極
5．．．隔離膜

Claims (17)

  1. 一種鎳鐵電池之負極電極複合材料，包括：複數個鐵氧化物粒子，其係為四氧化三鐵粒子；以及一導電助劑，其係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽、氫氧化銅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化錫、氫氧化銻、氫氧化鉍、氫氧化銦、氫氧化銀、氫氧化金、氫氧化鉛、氫氧化鎘及其組合所組成之群組；其中該些鐵氧化物粒子與該導電助劑之重量比為0.01至10。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之負極電極複合材料，其中，該些鐵氧化物粒子之直徑為20 nm至100 nm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之負極電極複合材料，更包括一黏結劑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之負極電極複合材料，更包括一硫化物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之負極電極複合材料，更包括一黏結劑及一硫化物。
  6. 一種鎳鐵電池之負極電極複合材料之製備方法，包括：製備複數個鐵氧化物粒子，其係為四氧化三鐵粒子；以及 將該些鐵氧化物粒子與一導電助劑混合，以製得該負極電極複合材料，其中，該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽、氫氧化銅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化錫、氫氧化銻、氫氧化鉍、氫氧化銦、氫氧化銀、氫氧化金、氫氧化鉛、氫氧化鎘及其組合所組成之群組，且該些鐵氧化物粒子與該導電助劑之重量比為0.01至10。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製備方法，其中，該些鐵氧化物粒子之直徑為20 nm至100 nm。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之製備方法，其中，該些鐵氧化物粒子係藉由共沉澱法製得。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之製備方法，其中，該些鐵氧化物粒子及該導電助劑更與一黏結劑混合，以製得該負極電極複合材料。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之製備方法，其中，該些鐵氧化物粒子及該導電助劑更與一硫化物混合，以製得該負極電極複合材料。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之製備方法，其中，該些鐵氧化物粒子及該導電助劑更與一黏結劑及一硫化物混合，以製得該負極電極複合材料。
  12. 一種鎳鐵電池裝置，包括：一殼體；一鹼性電解液，係容置於該殼體中； 一正極電極，係插置於該鹼性電解液中，其包括一正極基材及一塗覆於該正極基材上之正極塗層，其中該正極塗層包括氫氧化鎳；以及一負極電極，係插置於該鹼性電解液中，其包括一負極基材及一塗覆於該負極基材上之負極塗層，其中該負極塗層包括複數個鐵氧化物粒子及一導電助劑，該鐵氧化物粒子係為四氧化三鐵粒子，該導電助劑係選自由銅、鈷、鎳、錫、銻、鉍、銦、銀、金、鉛、鎘、碳黑、石墨、銅鹽、鈷鹽、鎳鹽、錫鹽、銻鹽、鉍鹽、銦鹽、銀鹽、金鹽、鉛鹽、鎘鹽、氫氧化銅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化錫、氫氧化銻、氫氧化鉍、氫氧化銦、氫氧化銀、氫氧化金、氫氧化鉛、氫氧化鎘及其組合所組成之群組，且該些鐵氧化物粒子與該導電助劑之重量比為0.01至10。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電化學裝置，更包括一隔離膜，係插置於該正極電極與該負極電極之間。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之電化學裝置，其中，該些鐵氧化物粒子之直徑為20 nm至100 nm。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之電化學裝置，其中，該負極塗層更包括一黏結劑。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之電化學裝置，其中，該負極塗層更包括一硫化物。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之電化學裝置，其中，該負極塗層更包括一黏結劑及一硫化物。
TW099109382A 2010-03-29 2010-03-29 鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置 TWI401834B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW099109382A TWI401834B (zh) 2010-03-29 2010-03-29 鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置
US12/910,247 US8486563B2 (en) 2010-03-29 2010-10-22 Composite material for negative electrode, method for fabricating the same and electrochemical device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW099109382A TWI401834B (zh) 2010-03-29 2010-03-29 鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201133995A TW201133995A (en) 2011-10-01
TWI401834B true TWI401834B (zh) 2013-07-11

Family

ID=44656853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099109382A TWI401834B (zh) 2010-03-29 2010-03-29 鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8486563B2 (zh)
TW (1) TWI401834B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3355394B1 (en) 2011-06-15 2020-09-16 University of Southern California High efficiency iron electrode and additives for use in rechargeable iron-based batteries
US9478806B2 (en) * 2013-02-01 2016-10-25 Encell Technology, Inc. Iron electrode employing a polyvinyl alcohol binder
US20140220434A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Encell Technology, Inc. Nickel iron battery employing a coated iron electrode
CA2899305C (en) * 2013-02-06 2021-11-09 Encell Technology, Inc. Battery comprising a coated iron anode and improved performance
US20150072228A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Encell Technology, Inc. Alkaline battery comprising a gas channeling polymeric separator inlay
US20150072227A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Encell Technology, Inc. Nickel-iron battery comprising a gas channeling polymeric separator inlay
WO2016110862A1 (en) 2015-01-06 2016-07-14 Indian Institute Of Science Graphite-grafted alkaline iron electrode
US9502715B2 (en) 2015-01-23 2016-11-22 Ovonic Battery Company, Inc. Disordered anodes for Ni-metal rechargeable battery
US11611115B2 (en) 2017-12-29 2023-03-21 Form Energy, Inc. Long life sealed alkaline secondary batteries
US11552290B2 (en) 2018-07-27 2023-01-10 Form Energy, Inc. Negative electrodes for electrochemical cells
US11121375B2 (en) * 2018-10-15 2021-09-14 GM Global Technology Operations LLC Solid-state electrodes with non-carbon electronic conductive additives
CN114497478A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 贵州梅岭电源有限公司 一种多孔纳米α-Fe2O3/Ag负极材料的制备方法
CN114530590B (zh) * 2022-01-27 2024-03-12 南京邮电大学 含铋锡锑的高熵氧化物负极储能材料及其制备方法与应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050058907A1 (en) * 2003-07-30 2005-03-17 Tdk Corporation Composite particle for electrode and method of making the same, electrode and method of making the same, and electrochemical device and method of making the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3597829A (en) * 1969-03-18 1971-08-10 Us Army Method of making a nickel hydroxide electrode
US3679482A (en) * 1971-02-05 1972-07-25 Westinghouse Electric Corp Iron electrode
US3849198A (en) * 1973-07-31 1974-11-19 Westinghouse Electric Corp Iron electrode paste for alkaline battery plates

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050058907A1 (en) * 2003-07-30 2005-03-17 Tdk Corporation Composite particle for electrode and method of making the same, electrode and method of making the same, and electrochemical device and method of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20110236747A1 (en) 2011-09-29
TW201133995A (en) 2011-10-01
US8486563B2 (en) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI401834B (zh) 鎳鐵電池之負極電極複合材料、其製法及使用其之鎳鐵電池裝置
CN100448074C (zh) 表面包覆γ羟基氧化钴的氢氧化镍的制备方法
CN111293290B (zh) 富钠过渡金属氧化物复合补钠正极活性材料、正极材料、正极及其制备和在钠电中的应用
CN102891309B (zh) 一种浓度渐变的球形富锂正极材料的制备方法
Kao et al. Synthesis and characterization of the iron/copper composite as an electrode material for the rechargeable alkaline battery
CN102683757B (zh) 一种高容量可充电锌离子电池
CN102779994A (zh) 铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN102208637A (zh) 空心球结构ZnFe2O4/C复合负极材料及其一步法制备
CN102214822A (zh) 负极电极复合材料其制法及使用其的电化学装置
WO2021088354A1 (zh) 核壳状铁酸镍及制备方法、铁酸镍@c材料及制备方法与应用
CN104882637B (zh) 电解液和电化学储能装置
CN104167540A (zh) 负极活性材料及其制备方法以及锂离子电池
WO2016141861A1 (zh) 电池、电池组和不间断电源
Tang et al. Synthesis of NiS coated Fe3O4 nanoparticles as high-performance positive materials for alkaline nickel-iron rechargeable batteries
WO2016155504A1 (zh) 一种镍基可充电电池及其制造方法
CN103066249B (zh) 钴基复杂氧化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用
TWI385842B (zh) 電池電極製作方法
CN108963241B (zh) 电池、电池组以及不间断电源
CN108963198A (zh) 正极、负极，其制备方法以及包括其的锂离子电池
CN111847526B (zh) 一种高容量超级电容器
CN109686978B (zh) 一种碱性二次电池铁电极添加剂，制备方法和使用该添加剂的铁基负极板和应用
CN115411392A (zh) 一种废旧锰酸锂正极材料资源化再利用方法
CN107958996A (zh) 铁-储氢复合负电极、镍基蓄电池及其制备方法
CN109755499B (zh) 一种铁镍二次电池负极添加剂，制备方法及使用该添加剂的铁基负极板和应用
CN114824211A (zh) 一种锡基包覆正极材料前驱体的方法及正极材料前驱体

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees