[发明专利]一种高性能碱性二次镍铁全电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能碱性二次镍铁全电池，所述全电池由正极、负极和电解质溶液组装而成，其特征在于，所述正极为负载有氢氧化镍微米球的泡沫镍，所述负极为氧化铁/石墨烯复合物水凝胶。

2.如权利要求1所述的一种高性能碱性二次镍铁全电池，其特征在于，所述全电池中氢氧化镍微米球与氧化铁/石墨烯复合物水凝胶的质量比为1:4-4:1。

3.如权利要求1所述的一种高性能碱性二次镍铁全电池，其特征在于，所述氧化铁/石墨烯复合物水凝胶中氧化铁与石墨烯的质量比为0.04-4:1。

4.如权利要求1所述的一种高性能碱性二次镍铁全电池，其特征在于，所述电解质溶液为经氮气饱和后的KOH溶液或经氮气饱和后的NaOH溶液中的一种。

5.如权利要求4所述的一种高性能碱性二次镍铁全电池，其特征在于，所述KOH溶液的浓度为1-7mol/L；所述NaOH溶液的浓度为1-7mol/L。

6.权利要求1-5任一项所述的一种高性能碱性二次镍铁全电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)制备负载有氢氧化镍微米球的泡沫镍

按摩尔比1-2:1-4:4-8将六水合氯化镍、氯化铵和尿素加入水中混匀后得反应液，将所述反应液转移至放置有泡沫镍的反应釜内，在120-180℃下水热反应4-8h后取出所述泡沫镍，经洗涤、干燥后制得负载有氢氧化镍微米球的泡沫镍；

(2)制备氧化铁/石墨烯复合物水凝胶

在不断搅拌下，按四水合氯化亚铁与氧化石墨烯的质量比10-1:1-10将四水合氯化亚铁加入氧化石墨烯分散液中，超声分散10-30min后获得悬浮液，再按四水合氯化亚铁与三水合乙酸钠质量比1-5:5-1向所述悬浮液中加入三水合乙酸钠，搅拌10-30min后获得混合液，将所述混合液转移至反应釜中在150-200℃下水热反应2-12h，制得氧化铁/石墨烯复合物水凝胶，将所述氧化铁/石墨烯复合物水凝胶冷冻干燥后备用；

(3)组装高性能碱性二次镍铁全电池

以步骤(1)中制备的负载有氢氧化镍微米球的泡沫镍为正极，步骤(2)中冷冻干燥后的氧化铁/石墨烯复合物水凝胶为负极，加入电解质溶液，组装高性能碱性二次镍铁全电池。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥为在60-100℃下干燥12-24h。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，在冷冻干燥前还包括将制得的氧化铁/石墨烯复合物水凝胶浸泡于水中10-24h以除去杂质。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，制备负载有氢氧化镍微米球的泡沫镍还可按照如下方法进行：

按摩尔比1-2:1-4:4-8将六水合氯化镍、氯化铵和尿素加入水中混匀后得反应液，将所述反应液转移至反应釜内，在120-180℃下水热反应4-8h后冷却至室温，过滤获得固相物质，将所述固相物质经洗涤、干燥后制得氢氧化镍微米球粉末，将所述氢氧化镍微米球粉末均匀涂覆在泡沫镍上，获得负载有氢氧化镍微米球的泡沫镍。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，制备氧化铁/石墨烯复合物水凝胶还可按照如下方法进行：

在不断搅拌下，分别按照六水合氯化铁和三水合乙酸钠的质量比为1-5:5-1、六水合氯化铁和氧化石墨烯质量比10-1:1-10，将六水合氯化铁、三水合乙酸钠加入氧化石墨烯分散液中，然后加水稀释并超声分散10-30min后离心、过滤，将滤渣分散于无水乙醇中后置于反应釜中，在150-200℃下水热反应2-12h，制得氧化铁/石墨烯复合物水凝胶，将制得的氧化铁/石墨烯复合物水凝胶浸泡于水中10-24h以除去杂质，然后经冷冻干燥后备用。