[发明专利]一种具有保护结构的硼化物合金负极及其制备方法

权利要求书

1.一种金属硼化物空气电池用具有保护结构的硼化物合金负极，其特征在于，包括金属硼化物、以及包覆于所述金属硼化物表面的具有层状结构的双金属氢氧化物保护膜；所述金属硼化物的材料选自Fe-B、Ti-B、V-B、Co-B、Mo-B中的至少一种；所述具有层状结构的双金属氢氧化物保护膜的材料为Li/Al双金属氢氧化物、Mg/Al双金属氢氧化物、Fe/Co双金属氢氧化物、Fe/Ni双金属氢氧化物和Co/Ni双金属氢氧化物中的至少一种；

所述双金属氢氧化物保护膜抑制金属硼化物在碱性电解液中的腐蚀反应，同时在放电过程中提供OH^-的通道。

2.根据权利要求1所述的具有保护结构的硼化物合金负极，其特征在于，所述具有层状结构的双金属氢氧化物保护膜中双金属的摩尔比为（1：3）～（3：1）。

3.根据权利要求1所述的具有保护结构的硼化物合金负极，其特征在于，所述金属硼化物的形貌为颗粒状，粒径为10nm～100μm。

4.根据权利要求1所述具有保护结构的硼化物合金负极，其特征在于，所述双金属氢氧化物保护膜的厚度为1nm～1μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有保护结构的硼化物合金负极，其特征在于，所述金属硼化物和具有层状结构的双金属氢氧化物保护膜的质量比为1：（0.001～0.1）。

6.一种具有保护结构的硼化物合金负极的制备方法，其特征在于，所述具有保护结构的硼化物合金负极包括金属硼化物、以及包覆于所述金属硼化物表面的具有层状结构的双金属氢氧化物保护膜；

所述具有保护结构的硼化物合金负极的制备方法包括：

（1）将金属硼化物粉体和负电性保护膜材料加入到水中，并调节溶液pH为8～10，混合均匀后，得到混合溶液A；

（2）将所得混合溶液A逐滴加入含有双金属氢氧化物的悬浊液中，搅拌均匀后先经水浴加热处理，再经离心分离、洗涤、干燥，得到具有负电性保护膜和双金属氢氧化物复合包覆的金属硼化物；

（3）将所得具有负电性保护膜和双金属氢氧化物复合包覆的金属硼化物在400～650℃下焙烧3～6小时，得到双金属氧化物包覆的金属硼化物；

（4）将所得双金属氧化物包覆的金属硼化物置于碱性溶液中进行搅拌处理，得到所述具有保护结构的硼化物合金负极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述负电性保护膜的材料选自阴离子表面活性剂、聚丙烯酸、氧化石墨烯中的至少一种，所述阴离子表面活性剂选自烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠和脂肪醇硫酸钠中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述金属硼化物粉体和负电性保护膜材料的摩尔比例为1:（1～3）。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，调节溶液pH的所用化合物包括氨水或/和尿素。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，调节溶液pH为8.5～9.5。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述含有双金属氢氧化物的悬浊液中双金属氢氧化物和金属硼化物粉体的质量比为（0.1～10）：1。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述含有双金属氢氧化物的悬浊液的浓度为1～5g/L。

13.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述搅拌的温度为30～40℃，时间为24～48小时；所述水浴加热处理的温度为50～70℃，时间为12～24小时。