电化学阴极析氢还原金属及合金氢氧化物凝胶的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用在氯化钾水溶液中电化学阴极析氢还原金属氢氧化物凝胶及金属氢氧化物－碳凝胶及合金凝胶及合金氢氧化物－碳凝胶，直接在铜箔集流体上一步成型制备金属及金属－碳及合金及合金－碳电极材料的方法，该方法制备的电极可以获得定比的金属：碳或合金：碳的成分，使电极成分稳定。本发明专利技术的锡－碳凝胶及锡－钴－碳凝胶是采用定比化学沉淀法制备，克服了掺杂电化学沉积法不能精确控制镀层元素含量的缺点。该工艺制备的锡－碳正极与锂片负极组成的模拟电池，在０．２Ｃ充放电电流下，２０次循环时，比容量可达３２７．４ｍＡｈ／ｇ；制备的锡－钴－碳正极与锂片负极组成的模拟电池，在０．３Ｃ充放电电流下，５０次循环时，比容量可达２７８．５ｍＡｈ／ｇ。

【技术实现步骤摘要】
(一)技  术  领  域：本专利技术涉及一种电极材料，具体地说，是指一种采用在氯化钾水溶液中电化学阴极析氢还原金属氢氧化物凝胶及金属氢氧化物一碳凝胶及合金氢氧化物凝胶及合金氢氧化物-碳凝胶，直接在铜箔集流体上一步成型制备金属及金属-碳及合金及合金-碳电极材料的方法。(二)背  景  技  术：以掺杂碳的金属或合金作为电极材料，其制备方法有机械合金法、溅射法、电化学沉积法等。机械合金法制备时间长，要获得纳米尺寸级粒子很困难；溅射法受工作室尺寸的控制，难以用于实际生产线；电化学沉积法虽然可以沉积纳米尺寸的物质结构，但是镀层中掺杂的碳是由电解液中的碳粒子与电沉积出的金属或合金通过夹杂复合而成，难以精确控制镀层中碳粒子的含量和分布，直接影响到电极材料性能的重现性。电化学阴极析氢还原金属氢氧化物凝胶及金属氢氧化物-碳凝胶及合金氢氧化物凝胶及合金氢氧化物-碳凝胶，直接在铜箔集流体上一步成型制备金属及金属-碳及合金及合金-碳电极材料的方法是以：1.氯化钾水溶液+金属氢氧化物凝胶<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学阴极析氢还原金属及合金氢氧化物凝胶的方法，其特征在于：它采用在氯化钾水溶液中电化学阴极析氢还原金属氢氧化物凝胶及金属氢氧化物－碳凝胶，直接在铜箔集流体上一步成型制备金属及金属－碳电极材料的方法，包括下列步骤：第一步：定比化学沉淀法制备金属氢氧化物凝胶或金属氢氧化物－碳凝胶，首先配制制备凝胶的溶液：（１）溶剂为蒸馏水或去离子水，溶质为氯化锡或硫酸锡，浓度在０．０１～５ｍｏｌ／Ｌ；（２）溶剂为蒸馏水或去离子水，溶质为氯化锡或硫酸锡，浓度在０．０１～５ｍｏｌ／Ｌ，把一定量的石墨或碳黑或其它碳粒子置于溶液中，对其进行超声震荡３０－１２０分钟；以上溶液在磁力搅拌下，滴加氨水可获得凝胶液，经去离...

【技术特征摘要】
1.一种电化学阴极析氢还原金属及合金氢氧化物凝胶的方法，其特征
在于：它采用在氯化钾水溶液中电化学阴极析氢还原金属氢氧化物凝
胶及金属氢氧化物-碳凝胶，直接在铜箔集流体上一步成型制备金属
及金属-碳电极材料的方法，包括下列步骤：
第一步：
定比化学沉淀法制备金属氢氧化物凝胶或金属氢氧化物-碳凝胶，
首先配制制备凝胶的溶液：
(1)溶剂为蒸馏水或去离子水，溶质为氯化锡或硫酸锡，浓度在
0.01～5mol/L；
(2)溶剂为蒸馏水或去离子水，溶质为氯化锡或硫酸锡，浓度在
0.01～5mol/L，把一定量的石墨或碳黑或其它碳粒子置于溶液中，
对其进行超声震荡30-120分钟；
以上溶液在磁力搅拌下，滴加氨水可获得凝胶液，经去离子水在离心
机作用下洗涤3-10次，制得凝胶；
第二步：阴极析氢还原金属氢氧化物凝胶及金属氢氧化物-碳凝胶为
金属及金属-碳；
首先配制电沉积溶液：
溶剂为蒸馏水或去离子水，溶质为导电剂氯化钾，浓度在0.1～
5mol/L，加入第一步制得的凝胶，加盐酸或硫酸或氨水调pH值3-9；
除去阴极基体表面的氧化层，并在稀硫酸中进行基体表面活化，放入
经第二步已配制好的电沉积溶液中，大电流进行阴极析氢还原。
2.一种电化学阴极析氢还原金属及合金氢氧化物凝胶的方法，其特征
在于：它采用在氯化钾水溶液中电化学阴极析氢还原合金氢氧化物凝
胶及合金氢氧化物-碳凝胶，直接在铜箔集流体上一步成型制备合金
及合金-碳电极材料的方法，包括下列步骤：
第一步：定比化学沉淀法制备合金氢氧化物凝胶或合金氢氧化物-碳
凝胶，
首先配制制备凝胶的溶液：
(1)溶剂为蒸馏水或去离子水，溶质...

【专利技术属性】
技术研发人员：于维平，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]