军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所徐万里获国家专利权
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龙图腾网获悉军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所申请的专利一种高活性氧化银阴极材料及其制备方法和应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121076170B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511213156.2,技术领域涉及:H01M6/34;该发明授权一种高活性氧化银阴极材料及其制备方法和应用是由徐万里;杨莎莎;王长富;王旭东;陈今茂;陈培强;阮曼;周友杰;黄龙;苏醒;李盼设计研发完成,并于2025-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高活性氧化银阴极材料及其制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种高活性氧化银阴极材料及其制备方法和应用,属于阴极材料技术领域。高活性氧化银阴极材料的制备方法包括:采用一锅式多元醇法合成高比表面积银纳米线活性物质;采用真空热压烧结技术将银纳米线活性物质压制烧结为银毛坯;通过挂耳式单化成方式对银毛坯进行多阶段恒流充电化成;化成后电极用无水乙醇、去离子水多次清洗并干燥得到氧化银电极进行放电性能测试。本发明所获得氧化银电极具有比表面积大、孔隙率高易于与电解液充分接触反应,提高了电极活性物质利用率及电极放电效率,缩短了电池激活时间,适合应用于水下大功率用能设备。
本发明授权一种高活性氧化银阴极材料及其制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种高活性氧化银阴极材料的制备方法,其特征在于,包括: S1、采用一锅式多元醇法合成高比表面积银纳米线活性物质,包括: S11、称取硝酸银溶解于乙二醇溶液中,配制成硝酸银乙二醇溶液;称取PVP溶解于乙二醇溶液中,配制成PVP乙二醇溶液;配制FeCl3乙二醇溶液; S12、将乙二醇溶液加入真空反应釜中,搅拌、加热;将所述PVP乙二醇溶液缓慢滴加到反应釜中;加入所述FeCl3乙二醇溶液控制剂;加入所述硝酸银乙二醇溶液,持续搅拌,合成得到银纳米线; S13、将所述银纳米线进行后处理,反应完成后,将反应釜自然冷却至室温;将沉淀物上层溶液去除,用去离子水洗涤反应产物、分散;采用高速离心机将沉淀物与液体分离;用无水乙醇洗涤沉淀物,干燥,得到经后处理的银纳米线; S14、将所述经后处理的银纳米线进行检测,得到经检测的银纳米线; S2、采用真空热压烧结技术,将所述银纳米线活性物质压制烧结为银毛坯电极,包括: S21、在钢框架内装配石墨模块,控制内部装填空间与所述高活性氧化银电极材料设计尺寸一致;通过外部螺栓拧紧,防止移动过程中模具散掉,将下压块放在所述装填空间内,得到银毛坯烧结模具; S22、在所述装填空间内平铺放入对应大小的银网,得到集流材料;称取所述银纳米线24~44g装入所述银毛坯烧结模具中,震动模具,使所述银纳米线均匀铺满所述装填空间;将高纯石墨隔片放在所述银纳米线上面,预压,得到成型坯料; S23、重复在所述装填空间内放入银网、称取所述银纳米线装入所述银毛坯烧结模具、将高纯石墨隔片放在所述银纳米线上面的过程,使所述银毛坯烧结模具内具有多片成型坯料;将上压块放置于装填好的所述多片成型坯料上,得到经装填的银毛坯烧结模具; S24、将经装填的银毛坯烧结模具放入热压设备,调整经装填的银毛坯烧结模具位置,确保所述热压设备的上压柱、所述经装填的银毛坯烧结模具上压块在一条直线上;关闭炉门,打开所述热压设备真空泵,将炉内真空控制在2~8Pa;待真空达到指定要求后,进行真空热压烧结,设定压力为30~70kN,烧结温度为350~450℃,保温时间为10~20min;烧结完成后,待所述热压设备自然冷却后,卸掉真空、取出经烧结的银毛坯烧结模具,待模具冷却后脱模,得到银毛坯电极; S3、通过挂耳式单化成对所述银毛坯电极进行多阶段恒流充电化成,包括: S31、将所述银毛坯电极上焊接极耳,得到银毛坯电极极耳;将所述银毛坯电极极耳与化成设备的电极连接,所述化成设备为挂式单化成设备,放入化成夹具中,形成悬挂式化成;化成槽内电极片采用并联式连接,连接n个化成电池,n为自然数;两个所述化成槽之间采用串联连接,确保一次进行多组电极进行化成生产,得到经装配的化成电池; S32、将所述经装配的化成电池,加入一定温度的1.0~1.5gmolKOH化成电解液,将所述经装配的化成电池在电解液中静置3~8min,待电解液与银电极坯料充分接触活化,得到经电解液活化的化成电池; S33、将所述经电解液活化的化成电池,通过化成制度进行多阶段恒流充电化成;化成温度为75~85℃;化成制度为大电流阶段以15~25mAcm2电流密度进行充电,充电时间为6~8h,充电量达到20~40%,达到AgO生成电位,槽压从1.2~1.5V升到1.8~2.0V;小电流阶段以8~12mAcm2电流密度进行充电,充电时间为12~20h,总充电量达到120~140%时,正极极片电压达到平台期,Ag电极分压增加趋势与槽压一致,终压2.0~2.3V;稳定化阶段以2~4mAcm2电流密度充电8~12s,1~3mAcm2的电流密度放电3~8s,充放电循环800~1200次,得到经多阶段恒流充电的化成电池; S4、对所述充电化成后的电极用无水乙醇、去离子水多次清洗、干燥,得到高活性氧化银阴极材料,包括: S41、将所述经多阶段恒流充电的化成电池拆除,用无水乙醇、去离子水进行反复清洗,直到电极表面未有碱性为止,得到干电极; S42、擦拭所述干电极表面水分,得到经清洗的电极材料; S43、将所述经清洗的电极材料放置于真空干燥箱内进行烘干处理,80℃~100℃烘干1.5~2.5h,得到经烘干后的高活性氧化银电极材料。
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