【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种金属镍包覆的氢氧化镍微球的制备方法及其应用，属于储能电池,具体涉及碱性锌镍液流电池领域。
技术介绍
1、目前，世界能源结构正处于煤炭、石油等不可再生资源向风能、太阳能等可再生能源转变的关键时期。然而，可再生能源的不连续，不稳定性使其难以直接并入电网。储能技术可以有效解决可再生能源间歇性和不稳定性等问题。电化学储能技术中的液流电池对地形无特殊要求，具有容量功率独立设计，安全性好，效率高，可深度充放电等优点。
2、碱性锌镍液流电池的正负极活性物质均无毒无害，具有工作电压高、安全性好、成本低等优点。其正极活性物质为球形氢氧化镍，其作为碱性锌镍液流电池的关键材料之一，具有高振实密度、高比容量等优点。然而，氢氧化镍作为一种半导体材料，本身导电性较差，所以未改性的氢氧化镍容易过充生成层间距更大的γ-niooh，导致镍球粉碎和电池性能的下降。商业化的氢氧化镍常常在生产过程中加入5-8％钴离子进行掺杂，并且在制备电极过程中加入高导电性的金属钴以提高氢氧化镍电极整体导电性。近年来，作为锂离子电池的重要原料之一，金属钴的价格连年攀升。因此，研究开发低成本高导电性的氢氧化镍微球的制备方法成为当前亟待研究的重要课题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本申请的目的是提出一种低成本高导电性金属镍包覆的氢氧化镍微球及其制备方法以及在碱性锌镍液流电池中的应用。本申请采用以水合肼作为还原剂的原位化学还原方法，在氢氧化镍颗粒上包覆一层低成本高导电性金属镍，包覆的金属镍不但可以提高氢氧化镍
2、本申请的一个方面，提供了一种金属镍包覆的氢氧化镍微球的制备方法，所述制备方法包括：
3、将含有水合肼、氢氧化镍、氢氧化钠、水的原料，反应，过滤、洗涤，烘干i，获得所述金属镍包覆的氢氧化镍微球。
4、作为一种具体的实施方式，所述金属镍包覆的氢氧化镍微球的制备方法包括：
5、(1)将水合肼、氢氧化镍和氢氧化钠分散于40ml水中，水合肼摩尔数为氢氧化镍摩尔数的20％～200％，氢氧化钠为1～5g；
6、(2)将上述溶液倒入聚四氟内胆中，内胆被拧紧在不锈钢外壳中，90℃～180℃反应2～24h；
7、(3)将步骤(2)得到的溶液过滤得滤渣，洗涤，烘干后获得低成本高导电性金属镍包覆的氢氧化镍微球。
8、可选地，步骤(3)中所述洗涤具体为使用超纯水冲洗。
9、可选地，所述水合肼的摩尔数为所述氢氧化镍摩尔数的20％～200％。
10、可选地，所述水合肼的摩尔数为所述氢氧化镍的摩尔数的40％～100％。
11、可选地，所述水合肼的摩尔数为所述氢氧化镍的摩尔数的30％～50％。
12、可选地，所述水合肼的摩尔数为所述氢氧化镍摩尔数的独立地选自20％、30％、40％、50％、80％、100％、120％、150％、180％、200％中的任意值或上述任意两点间的范围值。
13、可选地，所述氢氧化镍与水的质量体积比为1～8g：40ml。
14、可选地，所述氢氧化镍与水的质量体积比独立地选自1g：40ml、2g：40ml、3g：40ml、4g：40ml、5g：40ml、6g：40ml、7g：40ml、8g：40ml中的任意值或上述任意两点间的范围值。
15、可选地，所述氢氧化镍的粒径为1～20μm。
16、可选地，所述氢氧化钠与水的质量体积比为1～5g：40ml。
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18、可选地，所述氢氧化钠与水的质量体积比为2～4g：40ml。
19、可选地，所述氢氧化钠与水的质量体积比为2～3g：40ml。
20、可选地，所述氢氧化钠与水的质量体积比独立地选自1g：40ml、2g：40ml、3g：40ml、4g：40ml、5g：40ml中的任意值或上述任意两点间的范围值。
21、可选地，所述反应的温度为90℃～180℃。
22、可选地，所述反应的温度为110～150℃。
23、可选地，所述反应的温度为120～140℃。
24、可选地，所述反应的温度独立地选自90℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、180℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
25、可选地，所述反应的时间为2～24h。
26、可选地，所述反应的时间为8～16h。
27、可选地，所述反应的时间为10～14h。
28、可选地，所述反应的时间独立地选自2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h中的任意值或上述任意两点间的范围值。
29、可选地，所述反应在密闭容器中进行。
30、本申请的再一个方面，提供一种上述的制备方法获得的金属镍包覆的氢氧化镍微球。
31、本申请的另一个方面，提供一种上述的金属镍包覆的氢氧化镍微球作为正极活性材料在碱性锌镍液流电池中的应用。
32、本申请的又一个方面，提供一种镍电极，所述镍电极包括上述的金属镍包覆的氢氧化镍微球。
33、本申请的再一个方面，提供一种上述镍电极的制备方法，所述制备方法包括：
34、(1)将所述金属镍包覆的氢氧化镍微球分散到含有粘结剂的溶液中，获得分散液；
35、(2)将多孔电极浸入步骤(1)获得的分散液中，浸润，烘干ii，获得所述镍电极。
36、作为一种具体的实施方式，所述镍电极的制备方法包括：
37、(1)将聚偏氟乙烯(pvdf)溶解在有机溶剂中，搅拌均匀，获得聚偏氟乙烯浓度为40～100g/l的粘结剂；
38、(2)将上述低成本高导电性金属镍包覆的氢氧化镍微球分散到步骤(1)制备的粘结剂中，氢氧化镍微球与聚偏氟乙烯的质量比为(1:30)～(1:5)，制得含有氢氧化镍微球的分散液，将多孔电极完全浸入所述分散液中至气泡完全排出，取出电极，烘干，即得镍电极。
39、可选地，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、磺化聚醚醚酮、全氟磺酸树脂中的至少一种；
40、所述含有粘结剂的溶液中，粘结剂的浓度为40～100g/l。
41、可选地，所述含有粘结剂的溶液中，粘结剂的浓度独立地选自40g/l、60g/l、72g/l、80g/l、100g/l中的任意值或上述任意两点间的范围值。
42、可选地，所述含有粘结剂的溶液中，还包括有机溶剂；
43、所述有机溶剂包括n，n二甲基乙酰胺和/或n，n二甲基甲酰胺。
44、可选地，所述分散液中，粘结剂与金属镍包覆的氢氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属镍包覆的氢氧化镍微球的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
5.一种权利要求1～4任一项所述的制备方法获得的金属镍包覆的氢氧化镍微球。
6.一种权利要求5所述的金属镍包覆的氢氧化镍微球作为正极活性材料在碱性锌镍液流电池中的应用。
7.一种镍电极，其特征在于，所述镍电极包括权利要求5所述的金属镍包覆的氢氧化镍微球。
8.权利要求7所述的镍电极的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
10.一种权利要求7所述的镍电极或权利要求8～9任一项所述的制备方法获得的镍电极作为正极在碱性锌镍液流电池中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种金属镍包覆的氢氧化镍微球的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
5.一种权利要求1～4任一项所述的制备方法获得的金属镍包覆的氢氧化镍微球。
6.一种权利要求5所述的金属镍包覆的氢氧化镍微球作为正...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁治章，李先锋，于东磊，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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