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一种镍铁/碳膜-镍一体化复合电极及其制备方法

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-11-28 17:56:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:江西省南昌国家高新区| 张敏冬 | 2022-12-30 10:35:47
一种镍铁/碳膜‑镍一体化复合电极及其制备方法,属于纳米催化电极技术领域。本发明利用电沉积技术成功制备了一种由镍铁和镍修饰的碳纳米管薄膜组成的一体化复合电极(镍铁/碳膜‑镍)。镍颗粒的引入极大地提高了碳纳米管薄膜表面的亲水性和导电性,进一步诱导了镍铁纳米颗粒在碳纳米管管束表面的均匀分布,所得镍铁/碳膜‑镍一体化复合电极具有优异的析氧性能和稳定性。本发明涉及的镍铁/碳膜‑镍一体化复合电极具有柔性、轻质、无粘结剂等优点,可广泛应用于便携式储能和转换装置等相关电化学领域。 随着化石能源的日益消耗以及环境污染问题的加剧,开发可替代传统化石能源的新型能源势在必行。在当前开发的新型能源中,风能、水能、太阳能等可持续性能源受到广泛关注。然而,诸如风能、水能、太阳能等可持续性能源需要以某种特定的形式存储。氢能(h2)被认为是一种可大量制备的理想的能源载体。电解水产氢气具有工艺简单、制备氢气纯度高等优势,被认为是最具有潜力的氢气制备方式。
本发明属于铁镍二次电池铁负极制备技术领域,具体涉及一种铁镍电池负极的制备方法。 当前可供使用的方形二次电池主要有铅酸蓄电池和锂离子电池,其中铅酸蓄电池比能量低,一般只能达到30~35wh/kg,循环寿命在300~350次左右,需要较长的充电时间,同时铅是有毒重金属,生产过程和回收过程如果处理不当会对环境造成严重污染,已被世界各国限制生产和使用。而锂离子电池的比能量相对较高,但是锂离子电池存在大容量、高电压使用环境下安全性能差,同时面临废旧锂离子电池回收困难造成环境污染等一系列问题。碱性二次电池中的氢镍电池用到稀土等贵金属,使用成本较高,大规模推广使用较为困难;锌镍二次电池有较高的比能量和比功率,但是锌负极材料在使用时易产生锌枝晶,造成锌镍二次电池的使用寿命缩短,并且存在大容量电池制造困难等问题;铁镍二次电池使用寿命较长,安全环保,但是铁镍二次电池铁负极电位较负容易析氢,存在充电效率低、容易析氢而失水等问题。当前铁镍二次电池主要的研究大多集中在铁负极上,添加的元素基本以氧化物的形式出现,特别是钴元素的添加比较常见,若使用较多的贵金属作为添加剂应用,便失去了铁镍电池廉价的固有优势。

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