一种活化氯化银正极的制备方法与流程

1.本发明属于水激活电池技术领域，特别涉及一种活化氯化银正极的制备方法。


背景技术：

2.水激活电池一般以镁、铝作负极，氯化银、氯化铅、氯化亚铜作为正极材料，其能量密度高、储存时间长及安全性好。应用于水下环境中，直接引入海水充当电解液或电解液溶剂激活，其结构可根据具体要求灵活设计。
3.cn01115790.9提供了一种海水提供电能的方法及其制品，其公开了一种以氯化银为正极的水激活电池，但没有公开氯化银的活化制备方法。
4.cn98249178.6提供了一种专用单体双水激活电池，其公开了一种水激活电池的结构，但没有公开电极的制备方法。
5.cn202011517213.3提供了一种载盐氯化银正极的制备方法，其公开了一种添加电解质的方法，但没有公开氯化银的活化制备方法。
6.]现有技术实际应用中，要求水激活电池具有较短的激活时间、较大的放电电位及较长的放电时间。但阳极材料(镁合金)存在放电活性差和阳极利用率低等问题，掺入氯化物电解质更会加速其腐蚀，为使此类电池的激活时间满足工作要求，本发明针对氯化银正极的制备作了活化处理。


技术实现要素：

7.本发明目的在于提供一种活化氯化银正极的制备方法，采用反金相打磨法依次打磨集流体银带，形成粗糙细致的表面，继而影响后续氯化银的形貌；采用热碱液、酒精依次洗涤集流体表面；选用镍作辅助电极，可获得比镁、铁更低的电位差；使用合适的电流强度，通过电镀法制备氯化银。
8.为达到上述目的，采用技术方案如下：
9.一种活化氯化银正极的制备方法，包括如下步骤：
10.(1)将银带裁切至合适尺寸，依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面，用清水冲洗表面粉屑，置于氢氧化钠碱液中超声清洗，再用酒精擦拭表面晾干得到集流体；
11.(2)将镍作为辅助极片放置于电镀槽两侧，所得集流体竖直置于辅助极片之间，以氯化钠溶液为电解液，接通恒流电源进行电镀，电镀完成后取出润湿清洗、烘干即得活化氯化银正极。
12.按上述方案，步骤1中所述氢氧化钠碱液浓度为5～30wt％。
13.按上述方案，步骤1中超声清洗20～30min。
14.按上述方案，步骤2中氯化钠溶液浓度为2～20wt％。
15.按上述方案，步骤2中电镀槽控温35℃进行电解。
16.按上述方案，步骤2中恒流电源为0.2-0.6a；电镀时间为10-20min。
17.相对于现有技术，本发明有益效果如下：
18.本发明的制备方法可以在限定集流体银带厚度的基础上，充分提高氯化银正极的反应面积。简单反金相打磨的方法可以达到初步效果，后续采用镍作辅助电极的低电位差及合适的电流强度，最终电镀得到的氯化银正极形貌上比表面积更低，电池放电性能更好。
19.本发明制备的氯化银正极，方法简便、容量精准可控、成本低廉，继而与镁合金负极组装的电池，在淡水、海水中的激活时间迅速。
附图说明
20.图1：实施例1中不同辅助电极电镀制备的氯化银正极电池放电曲线图。
21.图2：实施例2中不同电流强度制备的氯化银活性颗粒扫描电镜图。
22.图3：实施例2中不同电流强度制备的氯化银正极电池放电曲线图。
23.图4：实施例3制备的氯化银正极电池放电曲线图。
24.图5：实施例4制备的氯化银正极电池放电曲线图。
25.图6：对比例1制备的氯化银正极电池放电曲线图。
具体实施方式
26.以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
27.具体实施方式提供了一种活化氯化银正极的制备方法，包括如下步骤：
28.(1)将银带裁切至合适尺寸，依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面，用清水冲洗表面粉屑，置于氢氧化钠碱液中超声清洗，再用酒精擦拭表面晾干得到集流体；
29.(2)将镍作为辅助极片放置于电镀槽两侧，所得集流体竖直置于辅助极片之间，以氯化钠溶液为电解液，接通恒流电源进行电镀，电镀完成后取出润湿清洗、烘干即得活化氯化银正极。
30.具体地，步骤1中所述氢氧化钠碱液浓度为5～30wt％；超声清洗20～30min。
31.具体地，步骤2中氯化钠溶液浓度为2～20wt％；电镀槽控温35℃进行电解；恒流电源为0.2-0.6a；电镀时间为10-20min。
32.实施例1：
33.将银带裁切至合适尺寸，依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面，用清水冲洗表面粉屑，然后置于5％氢氧化钠碱液中超声清洗20～30min，再用酒精擦拭表面。
34.分别将ni、mg、fe作为辅助极片放置于电镀槽两侧，电解液为3％氯化钠溶液，电镀槽恒温35℃，将前段预备的集流体银带竖直置于辅助极片之间；使用恒流源提供0.2a电流强度，持续15min，电镀完成后将正极片过水冲洗掉表面杂质，烘干即可。
35.将不同辅助极片制备的氯化银正极配合mg合金负极，制备成水激活电池，进行低温淡水激活放电试验，结果如图1所示：由于电镀面积小，ni作为辅助极片时低电压获得的镀层更致密，进而降低了氯化银正极内阻、升高了放电电压平台。
36.实施例2：
37.将银带裁切至合适尺寸，依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面，用清水冲洗表面粉屑，然后置于5％氢氧化钠碱液中超声清洗20～30min，再用酒精擦拭表面。
38.将ni作为辅助极片放置于电镀槽两侧，电解液为3％氯化钠溶液，电镀槽恒温35℃，将前段预备的集流体银带竖直置于辅助极片之间；使用恒流源分别提供0.2、0.4、0.6a
电流强度，各持续15min，电镀完成后将正极片过水冲洗掉表面杂质，烘干即可。
39.将不同电流强度制备的氯化银颗粒拍摄扫描电镜，结果如图2所示：在一定范围内，随电流强度降低，晶核增多；沉积速率慢，进而晶粒细小。
40.将不同电流强度制备的正极配合mg合金负极，制备成水激活电池，进行低温淡水激活放电试验，结果如图3所示。说明电流强度对氯化银电极电性能的影响并非是线性的，本试验中0.2a的放电性能较0.4a和0.6a好。
41.实施例3
42.将银带裁切至合适尺寸，依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面，用清水冲洗表面粉屑，然后置于30％氢氧化钠碱液中超声清洗20～30min，再用酒精擦拭表面。
43.将ni作为辅助极片放置于电镀槽两侧，电解液为20％氯化钠溶液，电镀槽恒温35℃，将前段预备的集流体银带竖直置于辅助极片之间；使用恒流源分别提供0.4a电流强度，持续10min，电镀完成后将正极片过水冲洗掉表面杂质，烘干即可。将制备的氯化银正极配合mg合金负极，制备成水激活电池，进行低温淡水激活放电试验，结果如图4所示。
44.实施例4
45.将银带裁切至合适尺寸，依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面，用清水冲洗表面粉屑，然后置于15％氢氧化钠碱液中超声清洗20～30min，再用酒精擦拭表面。
46.将ni作为辅助极片放置于电镀槽两侧，电解液为10％氯化钠溶液，电镀槽恒温35℃，将前段预备的集流体银带竖直置于辅助极片之间；使用恒流源分别提供0.4a电流强度，各持续20min，电镀完成后将正极片过水冲洗掉表面杂质，烘干即可。将制备的氯化银正极配合mg合金负极，制备成水激活电池，进行低温淡水激活放电试验，结果如图5所示。
47.对比例1
48.重复实施例3，取消依次使用1000、800和500目砂纸单向打磨其表面的步骤。将制备的氯化银正极配合mg合金负极，制备成水激活电池，进行低温淡水激活放电试验，结果如图6。取消了打磨的步骤，对应制备的水激活电池的激活时间出现了明显的滞后，因此可以得出结论：增加物理机械打磨的方式可以增大集流体银带的反应面积，有效缩短激活时间。相比化学酸洗，此方式更简单、安全、方便。