[发明专利]一种铁负电极及锂盐改性三氧化二铁的制备方法

说明书

本发明公开了一种铁负电极及锂盐改性三氧化二铁的制备方法，所述锂盐改性三氧化二铁的制备方法的制备方法，以FeSO₄溶液为原料，NaOH溶液为沉淀剂，经加热、沉淀反应、液固分离、洗涤、干燥、粉碎、筛分，再添加1～5wt％锂盐改性剂共同在700～900℃大气氛围煅烧制备而成。本发明所述制备方法工艺流程简单，便于生产，所制备的经锂盐改性的三氧化二铁电极材料比容量高。

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，具体涉及一种铁负电极及锂盐改性三氧化二铁的制备方法。

背景技术

镍铁蓄电池是一类安全性高、使用寿命长、绿色环保型蓄电池，它以氧化镍为正极，铁为负极。通常以放电态装配，电池负极材料多用Fe₃O₄为主要电池负极活性材料。现有的工业化生产电池用铁负极材料Fe₃O₄的方法有两类：

(1)欧美国家[1]：铁粉在稀硫酸中溶解制备FeSO₄。重结晶纯化后的FeSO₄在800-850℃下焙烧，焙烧产物用水清洗后干燥。干燥产物在750-800℃下H₂还原，后在700-750℃大气氛围下部分氧化后制备得到Fe₃O₄；

(2)中国[2,3]：方法一、FeSO₄溶液中加入NaOH溶液，压缩空气搅拌；停止加入NaOH时，加入乙炔黑作为添加剂，并继续鼓风反应。料浆过滤、洗涤、干燥后在700-900℃下借助前期加入的乙炔黑还原制备得到Fe₃O₄。方法二、FeSO₄溶液中加入NaOH溶液，压缩空气搅拌反应。料浆过滤、洗涤、干燥后在700-900℃下NH₃或H₂还原制备得到Fe₃O₄。

由上可知，这两类方法生产步骤多、工艺流程复杂；而且该产品的电极比容量在200～300mAh·g-1之间，比容量相对较低。这些不利因素严重制约了镍铁蓄电池的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂盐改性三氧化二铁的制备方法，该制备方法工艺流程简单，便于生产，所制备的锂盐改性三氧化二铁电极材料比容量高。

此外，本发明还提供一种由锂盐改性三氧化二铁作为电极材料制备的铁负电极。

本发明通过下述技术方案实现：

一种锂盐改性三氧化二铁的制备方法，以FeSO₄溶液为原料，NaOH溶液为沉淀剂，经加热、沉淀反应、液固分离、洗涤、干燥、粉碎、筛分，再添加1～5wt％锂盐改性剂经煅烧制备而成，所述锂盐改性剂的加入量以筛分后固体物质的重量计。

本发明所述制备方法工艺简单，便于生产，同时，通过在加入锂盐改性剂，所制备铁负极材料的电化学活性有显著提高，没有添加锂盐的铁负极材料300mAhg^-1比容量，添加后的负极材料比容量500mAh·g^-1，活化循环2次即可化成。

进一步地，包括以下步骤：

1)、分别配制FeSO₄溶液、NaOH溶液；

2)、将步骤1)配置的FeSO₄溶液泵入反应结晶槽内，并加热至80～95℃；

3)、一段时间后加入步骤1)中配置的NaOH溶液，保持体系pH值为7，搅拌、保温3h；

4)、将步骤3)所制备悬浮液进行液固分离、洗涤；分离所得固体在85℃下干燥4h，然后粉碎、过筛；

5)、称取步骤4)所得固体质量的1-5％锂盐改性剂与固体混合，球磨1h；