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 【技術領域】
[0001] 本發明涉及二次電池領域，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】】
[0002] 未來社會的發展需要高容量和長壽命的可充電電池進行支撐，例如消費電子、電 動汽車和航空航天等領域均需要高容量電池。
[0003] 現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理如下：
【主權項】
1. 一種鎳基可充電電池，包括正極、負極和電解液，其特征在于：所述負極的活性材料 包括鎳；所述正極的活性材料包括碳和二氧化錳復合材料，其中，所述碳和二氧化錳復合材 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；所述電解液同時含有二價鎳離子Ni 2+和二價錳離子Mn 2+。
2. 根據權利要求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. 根據權利要求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MnO2氧化物及其水合物，或者MnO 2氧化物與一價或者二價金屬陽離子的混合物。
4. 根據權利要求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 為晶態材料及其水合物，晶態材料的晶體結構是a、0、Y、S或e晶體結構類型。
5. 根據權利要求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 為非晶態材料及其水合物。
6. 根據權利要求1所述的鎳基可充電電池，其特征在于：所述電解液是二價鎳的可溶 性鹽和二價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合材料為活性材料的正極，其中，所述碳和二氧化錳復合材料 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極；制備同時含有二價鎳離子Ni 2+和二價錳離子Mn 2+的電 解液； 將所述正極、負極和電解液進行封裝，制得所述鎳基可充電電池。
8. 根據權利要求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 價鎳的可溶性鹽和二價錳的可溶性鹽的水溶液。
9. 根據權利要求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. 根據權利要求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電劑、粘結劑混合后涂覆于正極載體上，制得所述 正極。
【專利摘要】本發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、負極和電解液，所述負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合材料，其中，所述碳和二氧化錳復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；所述電解液同時含有二價鎳離子Ni2+和二價錳離子Mn2+。制造時，先制造以碳和二氧化錳復合材料為活性材料的正極，然后制造以鎳為活性材料的負極，制備同時含有二價鎳離子Ni2+和二價錳離子Mn2+的電解液；最后，將所述正極、負極和電解液進行封裝，制得所述鎳基可充電電池。本發明得到的電池具有高容量，且循環壽命長的特點。
【IPC分類】H01M10-36, H01M10-38
【公開號】CN104868178
【申請號】CN201510145379
【發明人】徐成俊, 楊倩, 陳彥伊, 康飛宇
【申請人】清華大學深圳研究生院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月30日