[发明专利]一种锌空气电池用多孔锌锡合金负极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锌空气电池用多孔锌锡合金负极材料及其制备方法，属于新能源技术开发领域。本发明所述多孔锌锡合金负极材料由泡沫镍基底以及均匀包覆在泡沫镍基底上的锌锡合金镀层组成；所述锌锡合金镀层中锡、锌均匀分布且锡锌的摩尔比为0.01‑0.20：1。本发明以泡沫镍为阴极，在含有络合剂的电镀液中进行电镀，得到所述多孔锌锡合金负极材料；所述含有络合剂的电镀液选自焦磷酸盐体系电镀液、葡萄糖酸盐体系电镀液、柠檬酸盐体系电镀液、酒石酸体系电镀液中的一种。本发明所述材料结构设计合理，制备工艺简单，便于大规模的工业化应用和生产。

主权项

1.一种锌空气电池的多孔锌锡合金负极材料；其特征在于：所述锌锡合金镀层中锡、锌均匀分布且锡锌的摩尔比为0.01‑0.20：1；所述多孔锌锡合金负极材料的制备包括下述步骤：以泡沫镍为阴极，在含有络合剂的电镀液中进行电镀，得到所述多孔锌锡合金负极材料；所述含有络合剂的电镀液选自焦磷酸盐体系电镀液、葡萄糖酸盐体系电镀液、柠檬酸盐体系电镀液、酒石酸体系电镀液中的一种；施镀时，控制两极间距离为1‑8cm；阴极电流密度为0.02A/dm2‑12A/dm2；控制镀液中锡锌的摩尔比为0.01‑0.20：1；所述焦磷酸盐体系电镀液中含有焦磷酸根、Zn2+和/或ZnO、Sn2+和功能添加剂A；在施镀前，所述焦磷酸盐体系电镀液中焦磷酸根的浓度为0.15‑3mol/L，Zn元素的浓度为0.03‑1.0mol/L，Sn元素的浓度为0.008‑0.20mol/L，功能添加剂A的浓度为0.2‑50g/L，所述功能添加剂A选自明胶、聚乙二醇、骨胶中的至少一种；施镀过程中，控制焦磷酸盐体系电镀液的pH值为8‑13；所述葡萄糖酸盐体系电镀液中含有葡萄糖酸根、Zn2+、Sn2+；在施镀前，所述葡萄糖酸盐体系电镀液中葡萄糖酸根的浓度为0.09‑1.4mol/L，Zn元素的浓度为0.03‑0.65mol/L，Sn元素的浓度为0.008‑0.1mol/L；施镀过程中，控制葡萄糖酸盐体系电镀液的pH值为1‑6；所述柠檬酸盐体系电镀液中含有柠檬酸和/或柠檬酸根、Zn2+、Sn2+、功能添加剂B；在施镀前，所述柠檬酸盐体系电镀液中柠檬酸和/或柠檬酸根的浓度为0.1‑0.8mol/L，Zn元素的浓度为0.06‑0.45mol/L，Sn元素的浓度为0.008‑0.08mol/L；所述功能添加剂B选自聚乙二醇、骨胶、明胶中的至少一种，且其浓度为0.1‑2g/L；施镀过程中，控制柠檬酸盐体系电镀液的pH值为6‑7；所述酒石酸体系电镀液包括碱性酒石酸盐体系电镀液和酸性酒石酸盐体系电镀液；所述碱性酒石酸盐体系电镀液中含有酒石酸根、Zn2+和/或ZnO22‑和/或ZnO、Sn2+和/或SnO22‑、功能添加剂C；在施镀前，所述碱性酒石酸盐体系电镀液中酒石酸根的浓度为0.01‑0.75mol/L，Zn元素的浓度为0.01‑1.25mol/L，Sn元素的浓度为0.001‑0.12mol/L，所述功能添加剂C由磷酸钠和六亚甲基四胺组成，且磷酸钠的浓度为0.5‑20g/L，六亚甲基四胺的的浓度为0.5‑50g/L；施镀过程中，控制碱性酒石酸盐体系电镀液的pH值为8‑13；所述酸性酒石酸盐体系电镀液中含有酒石酸和/或酒石酸根、Zn2+、Sn2+；在施镀前，所述酸性酒石酸盐体系电镀液中酒石酸和/或酒石酸根的浓度为0.06‑0.88mol/L，Zn元素的浓度为0.045‑1.25mol/L，Sn元素的浓度为0.023‑0.12mol/L，施镀过程中，控制酸性酒石酸盐体系电镀液的pH值为2‑6。