[发明专利]一种电池级高密度氧化锌的制备方法

说明书

技术领域： 

    本发明涉及碱性锌基蓄电池，特别是一种适用于碱性锌基蓄电池使用的电池级高密度氧化锌的制备方法。

背景技术： 

    目前碱性锌基蓄电池的使用较为普遍，而造成锌基碱性蓄电池二次锌负极循环寿命短的一个重要原因是，锌负极的放电态活性物质氧化锌在苛性碱电解液中的溶解度较大。采用高密度氧化锌，不但可以提高锌负极活性物质氧化锌的负载量，也是延长二次锌负极循环寿命的一种有效方法。因此，制备高密度电池级氧化锌对于提高锌基碱性蓄电池的循环寿命具有重要意义。

发明内容： 

本发明的目的是提供一种制备适用于碱性锌基蓄电池的振实密度大于2.0g/cm³、电池级高密度氧化锌的制备方法。

本发明的技术方案是，一种电池级高密度氧化锌的制备方法，其特征在于：它包括反应底液A，苛性碱溶液B，可溶性锌盐溶液C，将装有反应底液A的三口烧瓶于水浴中升温至80±0.5℃；将苛性碱溶液B和可溶性锌盐溶液C经恒流泵以并流方式、在搅拌条件下逐滴加入到反应底液A中；控制氢氧根与锌离子的摩尔比为1.8-2.2、控制反应溶液的pH值为9.5-11.5，并流加料的流量为0.9-10 mL/min；搅拌为速度500 r/min；加料完毕后，继续恒温搅拌10-12小时，搅拌停止后陈化10小时，将反应产物经过抽滤分离、用蒸馏水洗涤至洗涤水pH=7-10，在70℃的温度下，干燥12小时，研磨筛分，完成制备。反应底液A含有主络合剂、辅助络合剂，反应底液中的主络合剂是柠檬酸钠，其浓度是0.1-1.0mol/L；反应底液中的辅助络合剂是指二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、氨水中的一种或两种，其体积浓度范围是10-50mL/L。苛性碱溶液B为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾与氢氧化锂的混合溶液中的一种，苛性碱溶液中氢氧根的总浓度为1.0-3.0mol/L。氢氧化钾与氢氧化锂的混合溶液中的氢氧化锂与氢氧化钾的摩尔比为1︰0.5-6。可溶性锌盐溶液C含有可溶性锌盐和表面活性剂，所述可溶性锌盐是指氯化锌、硫酸锌、醋酸锌、硝酸锌中的一种，锌盐溶液中锌离子的浓度范围是0.5-2.0mol/L，最佳浓度是1.0mol/L，为防止锌盐的水解，使用酸化水溶解锌盐；所述表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇-600、聚乙二醇-6000中的一种，各表面活性剂在溶液C中的含量范围是，十二烷基苯磺酸钠是0.5-3.0g/L、聚乙二醇-6000 是5.0-20.0g/L、聚乙二醇-600是5.0-20mL/L。 

本发明制备出的电池级高密度氧化锌可以提高锌负极活性物质氧化锌的负载量，也延长二次锌负极的循环寿命。 

具体实施方式： 

实施例1

称取5.0043g柠檬酸钠溶于125mL蒸馏水后加入15mL二乙醇胺，苛性碱溶液B：称取18.8362g KOH和2.8252g LiOH·H₂O(摩尔比5:1)，溶于200mL蒸馏水，锌盐溶液C：称取59.9919g Zn(NO₃)₂·6H₂O溶于200mL水。

将反应底液A移至1000mL三口烧瓶，水浴加热至80℃后，将苛性碱溶液B和可溶性锌盐溶液C在搅拌条件下经恒流泵同时并流滴加至烧瓶，滴加速度2r/min，加料时间持续12小时，继续搅拌陈化10小时，抽滤分离后反应母液的pH=9.60。产物用蒸馏水洗涤至洗涤水pH=7.5，60℃下干燥24小时，测得产物氧化锌的振实密度为2.6637g/cm³。

实施例2 

反应底液A：称取5.0021g柠檬酸钠溶于125mL蒸馏水后加入10mL三乙醇胺和5mL氨水，苛性碱溶液B：称取18.83g KOH和2.8219g LiOH·H₂O(摩尔比5:1)，溶于200mL蒸馏水，锌盐溶液C：称取59.9983g Zn(NO₃)₂·6H₂O溶于200mL水。

将反应底液A移至1000mL三口烧瓶，水浴加热至80℃后，将苛性碱溶液B和可溶性锌盐溶液C在搅拌条件下经恒流泵同时并流滴加至烧瓶，滴加速度2r/min，加料时间持续12小时，继续搅拌陈化10小时，抽滤分离后反应母液的pH=9.08。产物用蒸馏水洗涤至洗涤水pH=7.5，60℃下干燥24小时，测得产物氧化锌的振实密度为2.3198g/cm³。 

实施例3