一種鎳基可充電電池及其制造方法
【專利說明】一種鎳基可充電電池及其制造方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及二次電池領(lǐng)域，特別是涉及一種基于錳氧化還原的鎳基可充電電池及 其制造方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 未來社會的發(fā)展需要高容量和長壽命的可充電電池進(jìn)行支撐，例如消費(fèi)電子、電 動汽車和航空航天等領(lǐng)域均需要高容量電池。
[0003] 現(xiàn)有的可充電鎳離子電池是一種以錳的氧化物材料為正極活性材料，以鎳為負(fù)極 活性材料，以含鎳離子的水溶液為電解液的可充電電池。常見的可充電鎳離子電池以二氧 化錳為正極、鎳為負(fù)極，含鎳離子水溶液為電解液。這種鎳離子電池儲存電子的機(jī)理如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鎳基可充電電池，包括正極、負(fù)極和電解液，其特征在于：所述負(fù)極的活性材料 包括鎳；所述正極的活性材料包括碳和二氧化錳復(fù)合材料，其中，所述碳和二氧化錳復(fù)合材 料是指在納米碳材料載體的表面附著二氧化錳的材料或者是納米碳材料和二氧化錳的混 合材料；所述電解液同時(shí)含有二價(jià)鎳離子Ni 2+和二價(jià)錳離子Mn 2+。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基可充電電池，其特征在于：所述納米碳材料是碳納米管、 石墨烯、碳60、多孔碳、泡沫碳、活性炭中的一種或者多種的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基可充電電池，其特征在于：所述二氧化錳為此02氧化物， 或者M(jìn)nO2氧化物及其水合物，或者M(jìn)nO 2氧化物與一價(jià)或者二價(jià)金屬陽離子的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳基可充電電池，其特征在于：所述MnO 2氧化物及其水合物 為晶態(tài)材料及其水合物，晶態(tài)材料的晶體結(jié)構(gòu)是a、0、Y、S或e晶體結(jié)構(gòu)類型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳基可充電電池，其特征在于：所述MnO 2氧化物及其水合物 為非晶態(tài)材料及其水合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基可充電電池，其特征在于：所述電解液是二價(jià)鎳的可溶 性鹽和二價(jià)錳的可溶性鹽的水溶液。
7. -種鎳基可充電電池的制造方法，其特征在于：包括如下步驟： 制造以碳和二氧化錳復(fù)合材料為活性材料的正極，其中，所述碳和二氧化錳復(fù)合材料 是指在納米碳材料載體的表面附著二氧化錳的材料或者是納米碳材料和二氧化錳的混合 材料；制造以鎳為活性材料的負(fù)極；制備同時(shí)含有二價(jià)鎳離子Ni 2+和二價(jià)錳離子Mn 2+的電 解液； 將所述正極、負(fù)極和電解液進(jìn)行封裝，制得所述鎳基可充電電池。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳基可充電電池的制造方法，其特征在于：所述電解液是二 價(jià)鎳的可溶性鹽和二價(jià)錳的可溶性鹽的水溶液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳基可充電電池的制造方法，其特征在于：所述納米碳材料 是碳納米管、石墨烯、碳60、多孔碳、泡沫碳、活性炭中的一種或者多種的混合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳基可充電電池的制造方法，其特征在于：所述正極的制作 的步驟包括：將所述正極的活性材料與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合后涂覆于正極載體上，制得所述 正極。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎳基可充電電池及其制造方法，鎳基可充電電池包括正極、負(fù)極和電解液，所述負(fù)極的活性材料包括鎳；所述正極的活性材料包括碳和二氧化錳復(fù)合材料，其中，所述碳和二氧化錳復(fù)合材料是指在納米碳材料載體的表面附著二氧化錳的材料或者是納米碳材料和二氧化錳的混合材料；所述電解液同時(shí)含有二價(jià)鎳離子Ni2+和二價(jià)錳離子Mn2+。制造時(shí)，先制造以碳和二氧化錳復(fù)合材料為活性材料的正極，然后制造以鎳為活性材料的負(fù)極，制備同時(shí)含有二價(jià)鎳離子Ni2+和二價(jià)錳離子Mn2+的電解液；最后，將所述正極、負(fù)極和電解液進(jìn)行封裝，制得所述鎳基可充電電池。本發(fā)明得到的電池具有高容量，且循環(huán)壽命長的特點(diǎn)。
【IPC分類】H01M10-36, H01M10-38
【公開號】CN104868178
【申請?zhí)枴緾N201510145379
【發(fā)明人】徐成俊, 楊倩, 陳彥伊, 康飛宇
【申請人】清華大學(xué)深圳研究生院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月30日