高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電極復合材料【技術領域】，具體公開了一種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料。該復合材料中，正極材料由石墨烯和活性銀粉組成，其重量配比為：石墨烯1~3份，活性銀粉97~99份；負極材料包括電解鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑和粘結劑，其重量配比為：電解鋅粉91~95份，堿性超級電容器用碳材料1~3份，導電劑0.5~2份，粘結劑2~5份。該復合材料具有較大的表面積和較小的視密度，具有較高的電化學活性，滿足高倍率脈沖放電之高能電源的使用要求，適合高比功率、高比能量、可大電流脈沖放電的輕質小型化能源系統(tǒng)要求；結合超級電容器與鋅銀電池電極材料的優(yōu)勢，具有良好的大電流脈沖放電，且并不損害原本作為鋅銀電池電極材料性能。
【專利說明】高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電極復合材料【技術領域】，具體涉及ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料。
【背景技術】
[0002]復合電極的電化學性能由動力學和熱力學兩大因素控制。熱力學因素決定活性材料電化學參數(shù)的上限，主要由材料的種類決定。動力學因素包括活性材料進行電子交換的快慢，以及離子在材料中的擴散速度等，體現(xiàn)在活性材料的實際電化學性能方面，由材料的結構、制備エ藝等決定。
[0003]不斷發(fā)展的航天能源，要求在常規(guī)恒功率放電的基礎上，具有大電流脈沖放電的性能，達到幾十倍率的脈沖放電能力。
[0004]若采用目前鋅銀電池電極材料，由于大電流脈沖放電時，電極極化急劇加大，內部損耗增加，儲能效率降低，電壓大幅波動等，引起驅動這些脈動負載的能力不足，需要増加正、負極活性物質量30%以上才能具有足夠的大電流脈沖放電的能力，保證電壓精度需求。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，解決現(xiàn)有鋅銀電池大電流脈沖放電時，電極極化急劇加大、儲能效率降低和電壓波動大等問題，以適合高比功率、高比能量、可大電流脈沖放電的輕質小型化能源系統(tǒng)需求。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下`:ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，包含正極材料和負極材料，正極材料由石墨烯和活性銀粉組成，其重量配比為:石墨烯廣3份，活性銀粉97~99份；負極材料包括電解鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑和粘結劑，其重量配比為:電解鋅粉9廣95份，堿性超級電容器用碳材料f 3份，導電劑0.5^2份，粘結劑2~5份。
[0007]所述的活性銀粉的視密度小于0.7g/cm3，所述的電解鋅粉的視密度小于0.6g/
3
cm o
[0008]所述的石墨烯導電率在106S/m以上，比表面積25(T300m2/g，粒度為flOym，厚度I IOnm0
[0009]所述的堿性超級電容器用碳材料的比表面積為170(T2000m2/g，粒度為5~8 U m。
[0010]所述的石墨烯和活性銀粉兩者通過超聲波振蕩吸附方法或在惰性氣體保護下，采用機械混合方法合成。
[0011]所述的堿性超級電容器用碳材料在45%的KOH溶液中穩(wěn)定，按配比稱量鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑、粘結劑，添加適量水后采用攪拌分散均勻涂覆。
[0012]本發(fā)明的顯著效果在于:本發(fā)明所述的ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料具有較大的表面積和較小的視密度，具有較高的電化學活性，滿足高倍率脈沖放電之高能電源的使用要求，解決現(xiàn)有鋅銀電池由于大電流脈沖放電時，電極極化急劇加大，儲能效率降低，電壓波動大等問題，具有超級電容器和鋅銀電池電極材料綜合性能，以適合高比功率、高比能量、可大電流脈沖放電的輕質小型化能源系統(tǒng)要求；同時，本發(fā)明結合超級電容器與鋅銀電池電極材料的優(yōu)勢，采用相匹配的對稱、非対稱混合電容材料，與鋅銀電池材料復合，合成具有良好的大電流脈沖放電，且并不損害原本作為鋅銀電池電極材料性能的新型電極復合材料。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料包含正極材料和負極材料，其中，正極材料由石墨烯和活性銀粉組成，其重量配比為:石墨烯I份，活性銀粉99份；負極材料包括電解鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑和粘結劑，其重量配比為:視密度小于
0.6g/cm3的鋅粉91份，堿性超級電容器用碳材料3份，導電劑I份，粘結劑5份。在正極材料中，石墨烯的導電率在106S/m以上，比表面積200m2/g，粒度為I y m，厚度2nm ;活性銀粉視密度小于0.7g/cm3，石墨烯和活性銀粉兩者通過超聲波振蕩吸附方法或在惰性氣體保護下，采用機械混合方法合成。在負極材料中，堿性超級電容器用碳材料的比表面積為1700m2/g,粒度為5 ii m，在45%的KOH溶液中穩(wěn)定，按配比稱量鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑、粘結劑，添加適量水后采用攪拌分散均勻涂覆。
[0015]實施例2
[0016]ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料包含正極材料和負極材料，其中，正極材料由石墨烯和活性銀粉組成，其重量配比為:石墨烯2份，活性銀粉98份；負極材料包括電解鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑和粘結劑，其重量配比為:視密度小于
0.6g/cm3的鋅粉95份，堿性超級電容器用碳材料I份，導電劑2份，粘結劑2份。在正極材料中，石墨烯的導電率在106S/m以上，比表面積250m2/g，粒度為5 y m，厚度6nm ;活性銀粉視密度小于0.7g/cm3，石墨烯和活性銀粉兩者通過超聲波振蕩吸附方法或在惰性氣體保護下，采用機械混合方法合成。在負極材料中，堿性超級電容器用碳材料的比表面積為1850m2/g，粒度為6 ii m，在45%的KOH溶液中穩(wěn)定，按配比稱量鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑、粘結劑，添加適量水后采用攪拌分散均勻涂覆。
[0017]實施例3
[0018]ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料包含正極材料和負極材料，其中，正極材料由石墨烯和活性銀粉組成，其重量配比為:石墨烯3份，活性銀粉97份；負極材料包括電解鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑和粘結劑，其重量配比為:視密度小于
0.6g/cm3的鋅粉94.5份，堿性超級電容器用碳材料2份，導電劑0.5份，粘結劑3份。在正極材料中，石墨烯的導電率在106S/m以上，比表面積300m2/g，粒度為10 y m，厚度Ilnm ;活性銀粉視密度小于0.7g/cm3，石墨烯和活性銀粉兩者通過超聲波振蕩吸附方法或在惰性氣體保護下，采用機械混合方法合成。在負極材料中，堿性超級電容器用碳材料的比表面積為2000m2/g,粒度為8 ii m，在45%的KOH溶液中穩(wěn)定，按配比稱量鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑、粘結劑，添加適量水后采用攪拌分散均勻涂覆。
【權利要求】
1.ー種高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，包含正極材料和負極材料，其特征在于:正極材料由石墨烯和活性銀粉組成，其重量配比為:石墨烯廣3份，活性銀粉97~99份；負極材料包括電解鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑和粘結劑，其重量配比為:電解鋅粉9廣95份，堿性超級電容器用碳材料廣3份，導電劑0.5^2份，粘結劑2飛份。
2.根據(jù)權利要求1所述的高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，其特征在于:所述的活性銀粉的視密度小于0.7g/cm3，所述的電解鋅粉的視密度小于0.6g/cm3。
3.根據(jù)權利要求1 所述的高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，其特征在于:所述的石墨烯導電率在106S/m以上，比表面積25(T300m2/g，粒度為flOym，厚度l~10nm。
4.根據(jù)權利要求1所述的高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，其特征在于:所述的堿性超級電容器用碳材料的比表面積為170(T2000m2/g，粒度為5~8iim。
5.根據(jù)權利要求1所述的高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，其特征在于:所述的石墨烯和活性銀粉兩者通過超聲波振蕩吸附方法或在惰性氣體保護下，采用機械混合方法合成。
6.根據(jù)權利要求1或4所述的高倍率脈沖放電鋅銀電池電極復合材料，其特征在于:所述的堿性超級電容器用碳材料在45%的KOH溶液中穩(wěn)定，按配比稱量鋅粉、堿性超級電容器用碳材料、導電劑、粘結劑，添加適量水后采用攪拌分散均勻涂覆。
【文檔編號】H01M4/38GK103531757SQ201210231180
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權日:2012年7月4日
【發(fā)明者】徐禎祥, 賀必新, 黃玉平, 王春明, 朱剛 申請人:北京精密機電控制設備研究所, 中國運載火箭技術研究院