鋅鎳單液流電池正極及其制備和鋅鎳單液流電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋅鎳單液流電池正極，包括基底，于基底表面上原位生長(zhǎng)或附著的組成材料為氫氧化鎳的雙層納米管。所述雙層管狀納米氫氧化鎳材料是以氧化鋅納米管為模板，通過鎳鹽水解法制備而成。由該電池由于正極材料的特殊結(jié)構(gòu)使其兼具超級(jí)電容器及鋅鎳單液流電池的特點(diǎn)，具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、成本低、結(jié)構(gòu)及制造工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
【專利說明】鋅鎳單液流電池正極及其制備和鋅鎳單液流電池【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單液流電池電極及制備領(lǐng)域，特別涉及一種鋅鎳單液流電池正極及制備領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]鋅鎳單液流儲(chǔ)能電池是一種新型的低成本、高效率、環(huán)境友好型的液流儲(chǔ)能電池，具有能量密度和電流效率高、裝置簡(jiǎn)單易操縱、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰、風(fēng)能和太陽能等可再生能源發(fā)電、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。
[0003]鋅/鎳液流電池只有一個(gè)電解液儲(chǔ)罐，電解液是流動(dòng)的鋅酸鹽堿性溶液，電池中不使用離子交換膜，通過電池腔內(nèi)離子的自由流動(dòng)與外電路電子的定向運(yùn)動(dòng)構(gòu)成電流回路。電極反應(yīng)方程式如下:
[0004]正極:
【權(quán)利要求】
1.鋅鎳單液流電池正極，其特征在于:包括基底，于基底表面上原位生長(zhǎng)或附著的組成材料為氫氧化鎳的雙層納米管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極，其特征在于:雙層納米管的內(nèi)管直徑為lO-lOOnm，外管直徑為 120-300nm，管長(zhǎng)為 10_200nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正極，其特征在于:所述的氫氧化鎳雙層納米管，是指由氫氧化鎳材料構(gòu)成的同軸套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極，其特征在于:所述基底為碳?xì)?、石墨氈、碳紙或碳布的多孔?dǎo)電碳材料。
5.一種權(quán)利要求1所述正極的制備方法，其特征在于:所述雙層管狀納米氫氧化鎳材料是以氧化鋅納米管為模板，通過鎳鹽水解法制備而成； 其中采用電化學(xué)沉積法于基底表面上制備氧化鋅納米管的條件為:0.1-2.0mol/L硝酸鋅為電解液，溫度30-50°C，電壓20-40V，時(shí)間為l_30min ； 鎳鹽為0.l-3mol/L的硝酸鎳，浸潰時(shí)間為Ι-lOmin，溫度在30_60°C之間。
6.一種鋅鎳單液流電池，包括單電池或電池模塊、電解液、儲(chǔ)液罐、循環(huán)泵、循環(huán)管路，其特征在于:電池模塊是由二節(jié)以上單電池連接而成的電池模塊； 所述單電池是采用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述正極組裝的單液流電池；其中單電池包括正、負(fù)極端板、正極、負(fù)極； 電池充電時(shí)，電解液經(jīng)由循環(huán)泵從儲(chǔ)液罐輸送至正、負(fù)極，正極首先進(jìn)行雙層充電過程，而后進(jìn)行氧化反應(yīng)；放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，而后進(jìn)行雙層放電過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋅鎳單液流電池，其特征在于:所述負(fù)極為碳?xì)?、石墨氈、碳紙、碳布或泡沫金屬的沉積型電極；電解液為堿性鋅酸鹽電解液5-12mol/L。
【文檔編號(hào)】H01M4/86GK103579628SQ201210260050
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】張華民, 賴勤志, 程元徽 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所