一種基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為具有高電化學(xué)活性的功能材料，氫氧化鎳、氧化鎳納米材料在電化學(xué)儲(chǔ)能(如鋰離子電池，超級(jí)電容器)、電化學(xué)催化(如電化學(xué)析氧)、電化學(xué)傳感器等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。近幾年，氫氧化鎳、氧化鎳材料的開發(fā)與性能研究備受國內(nèi)外科學(xué)家的關(guān)注，而開發(fā)價(jià)格低廉、易于操作、產(chǎn)品活性高、可產(chǎn)業(yè)化的材料制備方法成為關(guān)鍵問題，具有重大意義。
[0003]在電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，為了更好地發(fā)揮產(chǎn)品的活性，所制備的氫氧化鎳、氧化鎳一方面需要與導(dǎo)電基體之間保持良好的電子導(dǎo)電性，另一方面還需要保證產(chǎn)品良好的分散性(即要防止顆粒團(tuán)聚)。對(duì)于常見報(bào)道的氫氧化鎳、氧化鎳粉體材料，其在電化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，往往需要引入導(dǎo)電劑(石墨，乙炔黑等)和粘結(jié)劑(聚四氟乙烯等)以發(fā)揮其活性，從而使得電極制備工藝復(fù)雜化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種制備方法簡單、原材料廉價(jià)、易于操作、所制備的薄膜材料厚度可控、活性高、適合工業(yè)化大生產(chǎn)的基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0006](1)將金屬鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面;所述金屬鎳基體是指由純鎳組成的或者是表面沉積一層金屬鎳的基體，基體可以是平面或多孔結(jié)構(gòu)；
[0007](2)配制堿性電解液:主要原料為Κ0Η或NaOH堿金屬，其濃度為5_300g/L;輔助原料為光氧化氫、氨水、碳酸鈉、草酸鈉、尿素、乙二醇中的一種，添加濃度為1 -20g/L ；
[0008](3)將電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將步驟(1)的金屬鎳基體浸入電解液中；
[0009](4)將反應(yīng)釜置于馬弗爐中，在120-250°C進(jìn)行水熱反應(yīng)1-96小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng)；
[0010](5)將水熱后的金屬鎳取出、清洗干凈并干燥，即獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、能夠有效克服傳統(tǒng)粉體材料制備電極時(shí)的復(fù)雜工藝，并有益于發(fā)揮材料的電化學(xué)活性。
[0013]2、制備方法簡單、原材料廉價(jià)，易于操作，生產(chǎn)成本低。
[0014]3、所制備的薄膜材料厚度可控，活性高，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1泡沫鎳基體制備前后的實(shí)物照片對(duì)比圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1得到的產(chǎn)品的掃描電鏡形貌圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1得到的產(chǎn)品的XRD圖(對(duì)照J(rèn)P⑶S卡片)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]首先，將工業(yè)泡沫鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面;然后，配置濃度為SOg/l的Κ0Η溶液，并向其中添加過氧化氫，使得過氧化氫濃度為lg/L ；其次，將電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將干凈的鎳基體浸入電解液中；之后，將反應(yīng)釜置于馬弗爐中在180°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)24小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng);最后，將水熱后的金屬鎳取出、清洗干凈并干燥，即獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。如圖1為所示，通過本發(fā)明基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極的方法，可以在基體原位獲得均勻的產(chǎn)品薄膜(見制備后照片)。如圖2所示，可以看出，基于原位生長制備的薄膜產(chǎn)品均勻而牢固地附著在基體表面。如圖3所示，通過對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)卡片可以證明，原位生長所制備的產(chǎn)品為氫氧化鎳-氧化鎳薄膜產(chǎn)品。
[0020]實(shí)施例2
[0021]首先，將平板鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面;然后，配置濃度為300g/L的NaOH溶液，并向其中添加氨水，使得氨水濃度為5g/L ；其次，將電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將干凈的鎳基體浸入電解液中；之后，將反應(yīng)釜置于馬弗爐中在250°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)1小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng);最后，將水熱后的電極取出、清洗干凈并干燥，即可獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。
[0022]實(shí)施例3
[0023]首先，將不銹鋼鍍鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面;然后，配置濃度為100g/L的Κ0Η溶液，并向其中添加碳酸鈉，使得碳酸鈉濃度為10g/L;其次，將的電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將干凈的鎳基體浸入電解液中；之后，將反應(yīng)釜置于馬弗爐中在120°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)96小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng);最后，將水熱后的電極取出、清洗干凈并干燥，即可獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。
[0024]實(shí)施例4
[0025]首先，將工業(yè)泡沫鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面;然后，配置濃度為5g/L的Κ0Η溶液，并向其中添加氯化鈉，使得氯化鈉濃度為5g/L;其次，將電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將干凈的鎳基體浸入電解液中；之后，將反應(yīng)釜置于馬弗爐中在250°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)48小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng);最后，將水熱后的金屬鎳取出、清洗干凈并干燥，即獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極的方法，其特征在于:它包括以下步驟: (1)將金屬鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面； (2)配制堿性電解液:主要原料為KOH或NaOH堿金屬，其濃度為5-300g/L;輔助原料為光氧化氫、氨水、碳酸鈉、草酸鈉、尿素、乙二醇中的一種，添加濃度為1 -20g/L ； (3)將電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將步驟(1)的金屬鎳基體浸入電解液中； (4)將反應(yīng)釜置于馬弗爐中，在120-250°C進(jìn)行水熱反應(yīng)1-96小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng)； (5)將水熱后的金屬鎳取出、清洗干凈并干燥，即獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極的方法，其特征在于:所述金屬鎳基體是指由純鎳組成的或者是表面沉積一層金屬鎳的基體，基體可以是平面或多孔結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極的方法，其主要步驟包括：首先，將金屬鎳基體清洗除塵、除銹、除油以獲得清潔的鎳表面；然后配制堿性電解液，主要原料為KOH或NaOH堿金屬，其濃度為5-300g/L；輔助原料為過氧化氫、氨水、碳酸鈉、草酸鈉、尿素、乙二醇中的一種，添加濃度為1-20g/L；將電解液放入反應(yīng)釜中，同時(shí)將干凈的鎳基體浸入電解液中；將反應(yīng)釜置于馬弗爐中在120-250℃進(jìn)行水熱反應(yīng)1-96小時(shí)，使得金屬鎳表面發(fā)生氧化反應(yīng)；最后，將水熱后的電極取出、清洗干凈并干燥，即可獲得基于原位生長制備氫氧化鎳-氧化鎳薄膜電極。該制備方法工藝簡單，原材料廉價(jià)，易于操作，生產(chǎn)價(jià)格低，所制備的薄膜材料厚度可控，活性高，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。
【IPC分類】H01B13/00
【公開號(hào)】CN105469901
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510810004
【發(fā)明人】樊玉欠, 侯爵, 梁丹陽, 王慧娟, 余文婷, 郭壯, 閆帥, 李甄, 馬志鵬, 劉宇, 邵光杰
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日