[发明专利]一种碱性水电解全电池

权利要求书

1.一种碱性水电解用全电池，包括水电解池池体，水电解池池体由隔膜分隔成互不连通的阴极腔和阳极腔，阴极腔和阳极腔内分别设有阴极和阳极，其特征在于，所述隔膜为磺化聚醚酮类离子交换膜，阳极为于镍基基底表面原位生成的水合硫化钴镍纳米片、或水合硫化钴镍条带，所述条带是指从靠近基底表面向远离基底表面方向生成的水合硫化钴镍由片状结构逐渐过渡为线状结构；

阳极制备方法，首先，以可溶性钴盐做前驱体配制电镀液，在恒电流模式下，控制Co的沉积速度，将Co沉积在镍基基底表面，然后，将沉积Co粒子的镍基基底在包含可溶性硫源前驱体的反应釜中发生水热反应；

所述的可溶性钴盐前驱体为硫酸钴和/或氯化钴，硫酸钴的浓度为0.1M~1.0M；氯化钴的浓度为0.05M~0.5M；所述的电镀液中，加入pH稳定剂；所述的pH稳定剂为0.1~0.5M的硼酸；

所述的可溶性硫源为硫脲，硫代硫酸铵中的一种或二者的混合。

2.根据权利要求1所述的全电池，其特征在于，所述的磺化聚醚酮类离子交换膜的磺化度为0.5~1.5。

3.根据权利要求1所述的全电池，其特征在于，所述的水合硫化钴镍纳米片厚度为0.1μm~1.5μm，宽度为1μm ~10μm，纳米片在镍基基底表面的生长高度为1.5μm ~15μm；所述的水合硫化钴镍条带在靠近基底表面的片宽为0.5μm ~3μm，在远离基底表面的线状尖端粒径为10nm~100nm，条带高度为2μm~10μm。

4.根据权利要求1或2所述的全电池，其特征在于，所述的磺化聚醚酮类离子交换膜采用以下方法制备：

（1）将磺化的聚醚酮树脂于5-80℃下溶解于溶剂中，得到浓度为10-40wt.%的溶液；

（2）将所述溶液倾倒在无纺布基底或平板上，在0-40%的湿度条件下挥发溶剂0-15分钟，然后将其整体浸入高分子树脂的不良溶剂中5-900s，在0-80℃下制备成磺化聚醚酮类离子交换膜；

或者将所述溶液倾倒在无纺布基底或平板上，在0-40%的湿度条件下挥发溶剂0-10分钟，然后将其整体转移至温度为25-90℃、湿度为50%-100%的恒温恒湿箱中固化成膜，得到磺化聚醚酮类离子交换膜。

5.根据权利要求4所述的全电池，其特征在于：

所述步骤（1）中的溶剂为DMSO、DMAC、NMP、DMF中的至少一种；

所述步骤（2）中的不良溶剂为水、乙醇、异丙醇、丙酮、环己烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的全电池，其特征在于：

所述的可溶性钴盐前驱体为硫酸钴和/或氯化钴，硫酸钴的浓度为0.3~0.7M；氯化钴的浓度为0.1~0.3M；

所述的镍基基底为镍片，厚度为0.05mm~1.0mm，纯度≥99%。