CN206639862U - 一种锌锑合金复合负极材料的制备*** - Google Patents
一种锌锑合金复合负极材料的制备*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN206639862U CN206639862U CN201720296417.6U CN201720296417U CN206639862U CN 206639862 U CN206639862 U CN 206639862U CN 201720296417 U CN201720296417 U CN 201720296417U CN 206639862 U CN206639862 U CN 206639862U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation facilities
- carbon material
- negative pole
- composite negative
- antimony alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本实用新型公开了一种锌锑合金复合负极材料的制备***，该***包括碳材料制备装置和复合材料制备装置两部分，碳材料制备装置包括依次连接的搅拌釜、碳化炉和石墨化炉，复合材料制备装置包括依次连接的混料机、高能球磨机和放电等离子烧结机，其中，石墨化炉与混料机连接。本实用新型将锌锑合金与特殊处理后的碳材料复合在一起，制备得到的复合负极材料具有极佳的循环稳定性，电学性能佳。本实用新型的制备***包括依次连接的碳材料制备装置和复合材料制备装置两部分，连续生产，大大提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种合金材料，具体涉及一种锌锑合金复合负极材料的制备***。属于有色金属材料加工技术领域。
背景技术
能源是人类社会发展的重要物质基础，但是，随着煤炭、石油和天然气等矿物能源的存量锐减，人类社会面临的资源枯竭压力越来越大，因此，如何提高能源使用率和开发利用可再生能源已经成为各国政府和科研人员的共同目标。
电池是一种化学能和电能的存储和转化装置。其中，锂离子电池因其具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、无污染、工作温度范围宽、快速充电、自放电率低和安全可靠等优点，已经成为现代通讯和便携式电子产品等的理想化学电源。
目前商业化的锂离子电池普遍采用石墨材料作为负极，它的理论比容量仅为372mAh/g，且在快速充放电过程中存在石墨层剥落现象，导致明显的容量衰减。而且，在快速充放电过程中容易产生锂枝晶现象，这些因素都严重制约了在动力锂离子电池中的应用。因此，采用其他材料代替石墨负极是目前锂离子电池的研究重点和难点所在。
发明内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种锌锑合金复合负极材料的制备***。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种锌锑合金复合负极材料的制备***，包括碳材料制备装置和复合材料制备装置两部分，所述碳材料制备装置包括依次连接的搅拌釜、碳化炉和石墨化炉，所述复合材料制备装置包括依次连接的混料机、高能球磨机和放电等离子烧结机，其中，石墨化炉与混料机连接。
优选的，所述混料机与高能球磨机之间还设有碱洗池。
进一步优选，所述碱洗池的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与氢氧化钠溶液储罐连接。
上述制备***对应的一种锌锑合金复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将石墨粉和环氧树脂粉按照质量比1：0.5～0.8加入搅拌釜中，以20～25℃/min的速率升温至450～550℃，搅拌4～5小时；转移至碳化炉中，氮气保护下，1600～1700℃保温2～3小时，转移至石墨化炉中，升温至2500～2600℃保温12～15小时，得到碳材料；
(2)将步骤(1)所得碳材料与锌粉、锑粉按照摩尔比1：2～3：3～4于混料机中混合均匀，转移至高能球磨机，研磨10～20小时，转移至放电等离子烧结机，在30～1000MPa和200～600℃条件下烧结5～8分钟，即得锌锑合金复合负极材料。
优选的，步骤(1)中，石墨粉的平均粒径为10～15μm，环氧树脂粉的平均粒径≤5μm。
优选的，步骤(2)中，碳材料、锌粉和锑粉混合均匀后，使用23w.t.％的氢氧化钠溶液进行充分洗涤。
优选的，步骤(2)中研磨时充入氮气保护。
本实用新型的有益效果：
本实用新型将锌锑合金与特殊处理后的碳材料复合在一起，制备得到的复合负极材料具有极佳的循环稳定性，电学性能佳。本实用新型的制备***包括依次连接的碳材料制备装置和复合材料制备装置两部分，连续生产，大大提高了生产效率。
附图说明
图1是本实用新型的制备***结构示意图；
其中，1为碳材料制备装置，2为复合材料制备装置，11为搅拌釜，12为碳化炉，13为石墨化炉，21为混料机，22为碱洗池，23为高能球磨机，24为放电等离子烧结机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本实用新型，并不对其内容进行限定。
实施例1：
如图1所示，一种锌锑合金复合负极材料的制备***，包括碳材料制备装置1和复合材料制备装置2两部分，碳材料制备装置1包括依次连接的搅拌釜11、碳化炉12和石墨化炉13，复合材料制备装置2包括依次连接的混料机21、高能球磨机23和放电等离子烧结机24，其中，石墨化炉13与混料机21连接。
混料机21与高能球磨机23之间还设有碱洗池22。碱洗池22的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与氢氧化钠溶液储罐连接。
一种锌锑合金复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将石墨粉和环氧树脂粉按照质量比1：0.5加入搅拌釜11中，以20℃/min的速率升温至450℃，搅拌4小时；转移至碳化炉12中，氮气保护下，1600℃保温2小时，转移至石墨化炉13中，升温至2500℃保温12小时，得到碳材料；
(2)将步骤(1)所得碳材料与锌粉、锑粉按照摩尔比1：2：3于混料机21中混合均匀，转移至高能球磨机23，研磨10小时(充入氮气保护)，转移至放电等离子烧结机24，在30MPa和200℃条件下烧结5分钟，即得锌锑合金复合负极材料。
步骤(1)中，石墨粉的平均粒径为10μm，环氧树脂粉的平均粒径≤5μm。
步骤(2)中，碳材料、锌粉和锑粉混合均匀后，使用23w.t.％的氢氧化钠溶液进行充分洗涤。
实施例2：
一种锌锑合金复合负极材料的制备***，同实施例1。
一种锌锑合金复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将石墨粉和环氧树脂粉按照质量比1：0.8加入搅拌釜11中，以25℃/min的速率升温至550℃，搅拌5小时；转移至碳化炉12中，氮气保护下，1700℃保温3小时，转移至石墨化炉13中，升温至2600℃保温15小时，得到碳材料；
(2)将步骤(1)所得碳材料与锌粉、锑粉按照摩尔比1：3：4于混料机21中混合均匀，转移至高能球磨机23，研磨20小时(充入氮气保护)，转移至放电等离子烧结机24，在1000MPa和600℃条件下烧结8分钟，即得锌锑合金复合负极材料。
步骤(1)中，石墨粉的平均粒径为15μm，环氧树脂粉的平均粒径≤5μm。
步骤(2)中，碳材料、锌粉和锑粉混合均匀后，使用23w.t.％的氢氧化钠溶液进行充分洗涤。
实施例3：
一种锌锑合金复合负极材料的制备***，同实施例1。
一种锌锑合金复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将石墨粉和环氧树脂粉按照质量比1：0.5加入搅拌釜11中，以25℃/min的速率升温至450℃，搅拌5小时；转移至碳化炉12中，氮气保护下，1600℃保温3小时，转移至石墨化炉13中，升温至2500℃保温15小时，得到碳材料；
(2)将步骤(1)所得碳材料与锌粉、锑粉按照摩尔比1：2：4于混料机21中混合均匀，转移至高能球磨机23，研磨10小时(充入氮气保护)，转移至放电等离子烧结机24，在1000MPa和200℃条件下烧结8分钟，即得锌锑合金复合负极材料。
步骤(1)中，石墨粉的平均粒径为10μm，环氧树脂粉的平均粒径≤5μm。
步骤(2)中，碳材料、锌粉和锑粉混合均匀后，使用23w.t.％的氢氧化钠溶液进行充分洗涤。
实施例4：
一种锌锑合金复合负极材料的制备***，同实施例1。
一种锌锑合金复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将石墨粉和环氧树脂粉按照质量比1：0.8加入搅拌釜11中，以20℃/min的速率升温至550℃，搅拌4小时；转移至碳化炉12中，氮气保护下，1700℃保温2小时，转移至石墨化炉13中，升温至2600℃保温12小时，得到碳材料；
(2)将步骤(1)所得碳材料与锌粉、锑粉按照摩尔比1：3：3于混料机21中混合均匀，转移至高能球磨机23，研磨20小时(充入氮气保护)，转移至放电等离子烧结机24，在30MPa和600℃条件下烧结5分钟，即得锌锑合金复合负极材料。
步骤(1)中，石墨粉的平均粒径为15μm，环氧树脂粉的平均粒径≤5μm。
步骤(2)中，碳材料、锌粉和锑粉混合均匀后，使用23w.t.％的氢氧化钠溶液进行充分洗涤。
实施例5：
一种锌锑合金复合负极材料的制备***，同实施例1。
一种锌锑合金复合负极材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将石墨粉和环氧树脂粉按照质量比1：0.7加入搅拌釜11中，以22℃/min的速率升温至500℃，搅拌4.5小时；转移至碳化炉12中，氮气保护下，1650℃保温2.5小时，转移至石墨化炉13中，升温至2550℃保温13小时，得到碳材料；
(2)将步骤(1)所得碳材料与锌粉、锑粉按照摩尔比1：2.5：3.5于混料机21中混合均匀，转移至高能球磨机23，研磨15小时(充入氮气保护)，转移至放电等离子烧结机24，在500MPa和400℃条件下烧结7分钟，即得锌锑合金复合负极材料。
步骤(1)中，石墨粉的平均粒径为12μm，环氧树脂粉的平均粒径≤5μm。
步骤(2)中，碳材料、锌粉和锑粉混合均匀后，使用23w.t.％的氢氧化钠溶液进行充分洗涤。
试验例
将实施例1～5所得的复合负极材料均匀涂覆于铜箔上制成电极，采用金属钠片为正极，电解液为1mol/L的NaClO4/EC-DMC(体积比为1：1)，聚丙烯微孔薄膜(Celgard 2300)为隔膜，组装成钠离子半电池，测试循环稳定性，即在0.1C倍率下，0.01～1.8V电压范围内的长时间循环50次循环后比容量，结果见表1。
表1.循环稳定性测试结果
由表1可得出结论，本实用新型的复合负极材料具有极佳的循环稳定性。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种锌锑合金复合负极材料的制备***，其特征在于，包括碳材料制备装置和复合材料制备装置两部分，所述碳材料制备装置包括依次连接的搅拌釜、碳化炉和石墨化炉，所述复合材料制备装置包括依次连接的混料机、高能球磨机和放电等离子烧结机，其中，石墨化炉与混料机连接。
2.根据权利要求1所述的制备***，其特征在于，所述混料机与高能球磨机之间还设有碱洗池。
3.根据权利要求2所述的制备***，其特征在于，所述碱洗池的上方设有若干个喷淋头，喷淋头与氢氧化钠溶液储罐连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720296417.6U CN206639862U (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 一种锌锑合金复合负极材料的制备*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720296417.6U CN206639862U (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 一种锌锑合金复合负极材料的制备*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206639862U true CN206639862U (zh) | 2017-11-14 |
Family
ID=60259431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720296417.6U Active CN206639862U (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 一种锌锑合金复合负极材料的制备*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206639862U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106784771A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-05-31 | 南昌专腾科技有限公司 | 一种锌锑合金复合负极材料的制备方法及*** |
| CN116014093A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-04-25 | 天津大学 | 一种锌晶界处高导电性功能基团异质相连材料及制备方法 |
-
2017
- 2017-03-24 CN CN201720296417.6U patent/CN206639862U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106784771A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-05-31 | 南昌专腾科技有限公司 | 一种锌锑合金复合负极材料的制备方法及*** |
| CN116014093A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-04-25 | 天津大学 | 一种锌晶界处高导电性功能基团异质相连材料及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104966814B (zh) | 一种高安全性的金属锂负极及其制备方法 | |
| CN103259005B (zh) | 一种高容量高倍率锂离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN101719545A (zh) | 一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法 | |
| CN104485455B (zh) | 一种锂离子电池负极材料硒硫化亚铁的制备方法及其应用 | |
| CN105609742A (zh) | 一种硫基锂离子电池正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN107170968A (zh) | 一种二次镁电池正极材料及其制备方法 | |
| CN109671929A (zh) | 硫化物电解质包覆的锂硅合金复合负极材料及其制备方法 | |
| CN105742695B (zh) | 一种锂离子电池及其制备方法 | |
| CN102983307A (zh) | 锂离子电池石墨负极的制备方法 | |
| CN102130359A (zh) | 一种锂硫电池及其制备方法 | |
| CN102593444A (zh) | 一种碳包覆钛酸锂的制备方法及其产物 | |
| CN104229731A (zh) | 一种Co9S8/石墨烯复合储氢材料及其制备方法 | |
| CN108365172A (zh) | 一种天然高分子聚合物保护的锂金属负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN106784771A (zh) | 一种锌锑合金复合负极材料的制备方法及*** | |
| CN206639862U (zh) | 一种锌锑合金复合负极材料的制备*** | |
| CN110336035B (zh) | 一种二氧化锡/氧化铝掺杂碳复合材料及其制备方法 | |
| CN107644990B (zh) | 一种具有正温度系数效应的金属锂负极材料 | |
| CN103219495A (zh) | 一种锌锑合金-碳复合负极材料的制备方法 | |
| CN106486641A (zh) | 一种锂离子电池用改性人造石墨负极及其制备方法 | |
| CN104103835B (zh) | 一种用于钠离子电池的负极材料及其制备方法 | |
| CN104993131B (zh) | 一种锂离子电池负极材料NiS/Ni及其制备方法 | |
| CN104226985B (zh) | 一种ab3型储氢合金的镀镍改性方法 | |
| CN102903892A (zh) | 一种工业用储能型锂电池极片的制作方法 | |
| CN113097562A (zh) | 一种硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料及其制备方法与应用 | |
| CN204885286U (zh) | 一种高安全性的金属锂负极 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220218 Address after: 570000 No. 37, flower Industrial Park, south of JinShengDa building materials City, Qiuhai Avenue, haixiu sub district, Xiuying District, Haikou City, Hainan Province Patentee after: Hainan jiuze New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 330096 room 223, building 1, science and Technology Park, Nanchang University, Nanchang high tech Industrial Development Zone, Nanchang, Jiangxi 589 Patentee before: NANCHANG ZHUANTENG TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |