本發明專利技術涉及一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為(4?7)∶2∶1。正極材料的石墨烯為片狀鱗片石墨烯，鈦酸錳的中值粒徑為60～70μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量超過120mAh，大幅提高堿錳電池的單位體積容量，以及堿錳電池的脈沖放電能力。
Positive electrode material of alkaline manganese cell with high discharge capacity and alkaline manganese battery
The present invention relates to an alkaline manganese battery high capacity cathode materials, including additive, the additive is composed of titanium dioxide, imidazole and ES fiber, the quality of the titanium dioxide, imidazole and ES fiber ratio (4 7): 2: 1. Flake flake graphene anode material, manganese titanate median particle diameter of 60 to 70 mu m; 6mA from the battery discharge capacity of 2.0V continuous discharge to 1.0V over 120mAh, a substantial increase in unit volume capacity of alkaline manganese batteries, alkaline manganese batteries and pulse discharge capacity.
【技術實現步驟摘要】
一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料及其堿錳電池
本專利技術屬于電池
，尤其涉及一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料及其堿錳電池。
技術介紹
堿錳電池，是指以鋅為負極、鈦酸錳為正極、氫氧化鉀溶液為電解液的原電池。堿錳電池是在鋅錳電池的基礎上發展起來的；相對鋅錳電池，其不含有汞、鎘等元素，對環境的友好、環保。并且堿錳電池還有具有能重負載、大電流放電、電容量大、低溫性能和防漏性能好、性價比高等優點。所以，隨著便攜式電子產品的快速發展，堿錳電池在各類電子產品中需求越來越大。堿性鋅錳電池以高濃度的氫氧化鉀水溶液為電解液，要求堿性鋅錳電池隔膜具有良好的親水性和化學穩定性(包括堿穩定性和氧化還原穩定性)，因此常規的堿性鋅錳電池隔膜通常采用具有良好親水性和化學穩定性的纖維制備，如：維尼纖維、尼龍纖維和親水性處理的丙綸纖維。良好的隔離性能和離子導電性能是電池隔膜的兩大基本功能。孔徑越小，隔膜隔離性能越好；孔率越高，則隔膜的儲液性能越好，其離子導電性能也更好。因此常規的堿性鋅錳電池隔膜通常采用超細短纖制備成，使其具備低孔徑、高孔率的特點。但是受纖維技術和織造技術的限制，隔膜的孔徑和均勻性總是有限度的。此外，堿性鋅錳電池中總是有細度小于隔膜孔徑的鋅顆粒和鈦酸錳顆粒的存在，因此，依賴低孔徑提高隔膜隔離性能是有限度的。日本NKK公司在專利97118515.8“堿性電池隔膜紙”中采用了兩層配比，處理不同的纖維；通過多圓網或長網、圓網結合的方式，分別上網，在毛毯轉移過程中層合抄造的隔膜紙，其特點是一層為纖維致密的緊密層，主要是防止鋅枝晶刺穿及正負極細粉材料的滲透，另一層為液體吸收浸透層，由纖維素纖維制備，目的是增加吸堿液及保堿液的能力，其缺點是耐堿性較差。目前，堿錳電池正極材料除了活性物質鈦酸錳顆粒，還含有導電劑。導電劑一般采用石墨烯。由于鈦酸錳本身為半導體，其導電性能較差，導電劑可以使電流更加流暢的導出。但是，目前堿錳電池的電池容量還有待提高，并且大電流脈沖性能差。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：現有技術中，堿錳電池正極材料容量差、大電池流脈沖性能差；從而提供了一種放電容量，脈沖性能好的堿錳電池正極材料。一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為80-90μm，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為(4-7)∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為60～70μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量超過120mAh。優選，6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量高達125mAh。優選，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為(5-6)∶2∶1；所述鈦酸錳的中值粒徑為60-65μm。優選，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為5∶2∶1；所述鈦酸錳的中值粒徑為60μm。優選，以堿性錳電池的正極材料的總重量為基準，所述鈦酸錳占84～95wt％，所述石墨烯占3～15wt％，所述添加劑占0.5～2.5wt％。本專利技術還提供一種堿錳電池，其包括正極、負極、隔板、殼體；所述隔板位于正極與負極之間，所述正極、負極與隔板均容置在殼體內；所述正極包括前述的高放電容量的堿性錳電池的正極材料。本專利技術一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料以及使用該正極材料的電池，取得了如下技術效果：由于采用石墨烯，石墨烯有效構筑了堅固的導電網絡的骨架，在脈沖放電過程中，避免了導電網絡骨架的坍塌，使堿錳電池的脈沖放電性能大幅增強。提供了放電容量，6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量超過120mAh。采用了特制的添加劑，使得石墨烯構筑的導電網絡更加堅固，進一步增強了接觸面積，具有良好的抗沖擊能力，又大大降低了堿錳電池的內阻，提高了單位體積內的容量以及堿錳電池脈沖放電能力。采用了特制的添加劑，包括特定組分和特定比例的協調作用，對錳電池的單位體積容量，以及堿錳電池的脈沖放電能力具有直接影響，這是專利技術人最驚喜的發現，專利技術人對其工作原理在進行深入分析。所述添加劑中的二氧化鈦、咪唑與ES纖維均具有超優異的改善電池的充放電循環的耐放能力，并對鈦酸錳實現摻雜以及高溫性能等。二氧化鈦顆粒和咪唑物質較好的滲入進ES纖維中，對于鈦酸錳實現摻雜的效果是突增的，并非本領域技術人員可預期的。因為本領域技術人員只能基于現有技術想到如何和鈦酸錳進行融合，而不去思考或沒有動機思考二氧化鈦、咪唑與ES纖維的混合物對鈦酸錳的摻雜效果。具體實施方式為了使本專利技術所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為90μm，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為7∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為70μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量125mAh；以堿性錳電池的正極材料的總重量為基準，所述鈦酸錳占95wt％，所述石墨烯占3wt％，所述添加劑占2wt％。實施例2一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為80μm，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為4∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為60μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量128mAh；以堿性錳電池的正極材料的總重量為基準，所述鈦酸錳占84wt％，所述石墨烯占14wt％，所述添加劑占2wt％。實施例3一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為85μm，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為6∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為60～70μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量122mAh；以堿性錳電池的正極材料的總重量為基準，所述鈦酸錳占95wt％，所述石墨烯占4wt％，所述添加劑占1wt％。實施例4一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為88μm，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為5∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為65μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量超過120mAh；以堿性錳電池的正極材料的總重量為基準，所述鈦酸錳占94.5wt％，所述石墨烯占5wt％，所述添加劑占0.5wt％。實施例5一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為89μm，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為5∶2∶1；所述石墨烯為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為80?90μm；其特征在于，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為(4?7)∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為60～70μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量超過120mAh。
【技術特征摘要】
1.一種高放電容量的堿性錳電池的正極材料，所述正極材料包括鈦酸錳、石墨烯，所述石墨烯的中值粒徑為80-90μm；其特征在于，還包括添加劑，所述添加劑為二氧化鈦、咪唑與ES纖維組成，所述二氧化鈦、咪唑與ES纖維的質量比為(4-7)∶2∶1；所述石墨烯為片狀鱗片石墨烯；所述鈦酸錳的中值粒徑為60～70μm；6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量超過120mAh。2.根據權利要求1所述的高放電容量的堿性錳電池的正極材料，其特征在于：6mA下從2.0V連續放電至1.0V時的電池放電容量高達125mAh。3.根據權利要求2所述的高放電容量的堿性錳電池的正極材料，其特征在于：所述二氧化鈦、咪唑與ES...
【專利技術屬性】
技術研發人員：余谷峰，陳水標，孫剛，
申請(專利權)人：浙江野馬電池有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33
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