一种氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极及其制备方法和在海水电池中的应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极及其制备方法和在海水电池中的应用。复合电极的制备是以石墨纸作为阳极，不锈钢板作为阴极，无机酸溶液作为电解液，进行电氧化处理石墨纸，再以氧化石墨纸作为阳极，不锈钢板作为阴极，苯胺‑有机酸‑无机酸‑二价锰盐混合溶液作为电解液，在氧化石墨纸上同时电沉积聚苯胺和二氧化锰，即得能量密度高、极化作用小、比表面积大、稳定性好的复合电极，将复合电极用于海水电池，表现出高比容量、高比能量等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极及其制备方法和在海水电池中的应用
本专利技术涉及一种海水电池正极，具体涉及一种以氧化石墨纸为基体和导电剂、二氧化锰为稳定剂、导电聚苯胺为活性物质通过原位聚合制备的复合正极，还涉及该复合正极在海水电池中的应用，属于海水电池制备

技术介绍
聚苯胺作为一种具有质轻价廉、比表面积大、稳定性好、合成方法简便、导电能力可调控等优异性能的导电聚合物，理论能量密度超过500Wh·kg-1，有望取代高成本、比重大、导电性差、激活时间长的贵金属、贵金属盐、金属氧化物等传统正极材料，被应用于高性能海水电池中。聚苯胺难溶于各种溶剂且热加工性能差，其相关的电极制作一般采用高压压制，但是该方法会导致电解液难以渗透进电极内部，使得电极内部的活性物质难以参与反应，降低了活性物质的利用率，最常用的解决方法是在聚苯胺电极中添加导电剂，包括石墨、乙炔黑等，从而减小电池内阻。在镁/聚苯胺海水电池体系中，在放电过程中，聚苯胺存在着脱掺杂现象，聚苯胺的导电率下降，从而造成电池内阻增大，电极反应难以深入内部，也会造成活性物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学原位聚合制备氧化石墨纸/聚苯胺/二氧化锰复合电极的方法，其特征在于：以石墨纸作为阳极，不锈钢板作为阴极，无机酸溶液作为电解液，进行电氧化处理石墨纸，得到氧化石墨烯纸；再以氧化石墨纸作为阳极，不锈钢板作为阴极，苯胺-有机酸-无机酸-二价锰盐混合溶液作为电解液，在氧化石墨纸上同时电沉积聚苯胺和二氧化锰，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学原位聚合制备氧化石墨纸/聚苯胺/二氧化锰复合电极的方法，其特征在于：以石墨纸作为阳极，不锈钢板作为阴极，无机酸溶液作为电解液，进行电氧化处理石墨纸，得到氧化石墨烯纸；再以氧化石墨纸作为阳极，不锈钢板作为阴极，苯胺-有机酸-无机酸-二价锰盐混合溶液作为电解液，在氧化石墨纸上同时电沉积聚苯胺和二氧化锰，即得。


2.根据权利要求1所述的一种电化学原位聚合制备氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极的方法，其特征在于：所述电氧化处理的条件：温度为10℃～50℃，电流密度为5～50mA·cm-2，电氧化时间为5～100min；所述电氧化采用直流电源或者脉冲电源；所述直流电源为恒压或恒流直流电源；所述脉冲电源的脉冲周期为1～200ms，占空比为0.1～0.8。


3.根据权利要求1所述的一种电化学原位聚合制备氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极的方法，其特征在于：所述无机酸溶液的浓度为0.1～3mol/L，所述无机酸溶液选自硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种电化学原位聚合制备氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极的方法，其特征在于：所述石墨纸的厚度为0.01～5mm。


5.根据权利要求1所述的一种电化学原位聚合制备氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化锰复合电极的方法，其特征在于：所述电沉积的条件为：电流密度为10～60mA·cm-...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓姝皓，袁莉君，陈永波，周富威，方文强，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43