CN104300111A - 一种电极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电极材料及其制备方法，该电极材料，由包含以下重量份的组分制成：碳黑75-80份、锌5-8份、木炭5-6份、二氧化钛3-4份、硫化钴2.1-2.4份、三氧化钨1.2-1.5份、三乙醇铵盐0.2-1份和草木灰0.05-0.1份。本发明还提供一种电极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，去除锌表面氧化物层，待用；(2)称取碳黑75-80份、去除表面氧化物层的锌5-8份、研磨过的木炭5-6份、二氧化钛3-4份、硫化钴2.1-2.4份、三氧化钨1.2-1.5份、三乙醇铵盐0.2-1份和草木灰0.05-0.1份，混合均匀，得到混合物；(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到800-850℃，保温10-20分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料。

Description

一种电极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于能源材料领域，特别涉及一种电极材料及其制备方法。
背景技术
新能源新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，往往指那些正在发展的、可能支持建立新能源***满足各种新能源及节能技术的特殊要求的材料，具有比传统材料更为优异的性能。按其使用目的又可以把能源材料分成能源工业材料、新能源材料、节能材料、储能材料等大类。
电池中的电极一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。电极有正负之分，一般正极为阴极，获得电子，发生还原反应，负极则为阳极，失去电子发生氧化反应。电极可以是金属或非金属，只要能够与电解质溶液交换电子，即成为电极。
电极是原电池的基本组成部分。利用自发氧化还原反应产生电流的装置叫原电池，一个原电池必须由两个基本部分组成：两个电极和电解质溶液。给出电子发生氧化反应的电极，如丹尼尔电池中的Zn极，由于其电势较低，被称为负极；而接受电子发生还原反应的一极，如Cu极，由于其电势较高，而称作正极。
发明内容
针对上述的需求，本发明的目的是提供了一种电极材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电极材料，由包含以下重量份的组分制成：
所述二氧化钛为空心二氧化钛纳米管。
所述三氧化钨为纳米粒子，其粒径为25nm。
所述硫化钴为八面体结晶。
一种电极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，去除锌表面氧化物层，待用；
(2)称取碳黑75-80份、去除表面氧化物层的锌5-8份、研磨过的木炭5-6份、二氧化钛3-4份、硫化钴2.1-2.4份、三氧化钨1.2-1.5份、三乙醇铵盐0.2-1份和草木灰0.05-0.1份，混合均匀，得到混合物；
(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到800-850℃，保温10-20分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料。
步骤1中所述去除锌表面氧化物层的方法为通过打磨去除金属锌表面的氧化物层。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明制得的电极材料具有优异的稳定性，并且由于原料中含有纳米和多个高度多孔结构的组分，使得电解质易于扩散。
(2)本发明的电极材料的制备方法简单，原料易得，生产加工性好，且整个制备过程对环境无污染，为环境友好型材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，通过打磨去除金属锌表面的氧化物层，待用；
(2)称取碳黑75kg、去除表面氧化物层的锌5kg、研磨过的木炭6kg、空心二氧化钛纳米管3kg、硫化钴2.1kg、粒径为25nm的三氧化钨纳米粒子1.2kg、三乙醇铵盐0.6kg和草木灰0.05kg，混合均匀，得到混合物；
(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到800℃，保温10分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料；
其中硫化钴为八面体结晶。
实施例2
(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，通过打磨去除金属锌表面的氧化物层，待用；
(2)称取碳黑80kg、去除表面氧化物层的锌8kg、研磨过的木炭5kg、空心二氧化钛纳米管4kg、硫化钴2.4kg、粒径为25nm的三氧化钨纳米粒子1.5kg、三乙醇铵盐0.2kg和草木灰0.1kg，混合均匀，得到混合物；
(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到850℃，保温15分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料。
实施例3
(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，通过打磨去除金属锌表面的氧化物层，待用；
(2)称取碳黑79kg、去除表面氧化物层的锌5kg、研磨过的木炭6kg、空心二氧化钛纳米管3kg、硫化钴2.3kg、粒径为25nm的三氧化钨纳米粒子1.4kg、三乙醇铵盐0.5kg和草木灰0.08kg，混合均匀，得到混合物；
(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到820℃，保温20分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料。
实施例4
(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，通过打磨去除金属锌表面的氧化物层，待用；
(2)称取碳黑78kg、去除表面氧化物层的锌7kg、研磨过的木炭5kg、空心二氧化钛纳米管3kg、硫化钴2.4kg、粒径为25nm的三氧化钨纳米粒子1.2kg、三乙醇铵盐1kg和草木灰0.05kg，混合均匀，得到混合物；
(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到830℃，保温10分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料；
其中硫化钴为八面体结晶。
将实施例1的电极材料进行电化学试验，其不同电流密度下电容大小如表1。
将实施例2的电极材料进行电化学试验，其不同电流密度下电容大小如表2。
表1
表2
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电极材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述二氧化钛为空心二氧化钛纳米管。
3.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述三氧化钨为纳米粒子，其粒径为25nm。
4.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述硫化钴为八面体结晶。
5.一种电极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将木炭用球磨机研磨5分钟，去除锌表面氧化物层，待用；
(2)称取碳黑75-80份、去除表面氧化物层的锌5-8份、研磨过的木炭5-6份、二氧化钛3-4份、硫化钴2.1-2.4份、三氧化钨1.2-1.5份、三乙醇铵盐0.2-1份和草木灰0.05-0.1份，混合均匀，得到混合物；
(3)在氮气条件下，将步骤2的所述混合物加热到800-850℃，保温10-20分钟，以100℃min-1的冷却速率，将样品迅速冷却至室温，得到电极材料。
6.根据权利要求5所述的电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述去除锌表面氧化物层的方法为通过打磨去除金属锌表面的氧化物层。
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