[发明专利]镉石墨烯电池以及石墨烯电池

说明书

本发明涉及电池领域，且特别涉及一种镉石墨烯电池以及石墨烯电池。镉石墨烯电池的正极为片状石墨原料制成的石墨烯电极，所述镉石墨烯电池的负极为金属镉，所述镉石墨烯电池的电解质为碱性溶液，所述镉石墨烯电池的隔膜为非织造微孔隔膜，所述金属镉的用量为所述石墨烯电极质量的1‑2倍，所述碱性溶液的浓度为1‑15mol/L。此镉石墨烯电池以石墨为原料，成本低；此镉石墨烯电池以电化学方法制备得到石墨烯电极，操作简单，无污染；此镉石墨烯电池具有比容量高、能量密度高、自放电小、耐过充过放、放电电压平稳、机械性能好、使用寿命长，循环次数可达几千甚至上万次，使用温度范围宽的优点。

技术领域

本发明涉及电池领域，且特别涉及一种镉石墨烯电池以及石墨烯电池。

背景技术

镉镍电池最突出的特点是使用寿命长，循环次数可达几千甚至上万次，密封镉镍电池循环寿命也可达500次以上；使用温度范围宽，可在-40℃～+40℃范围内正常使用；镉镍电池还具有自放电小、耐过充过放、放电电压平稳、机械性能好等优点。缺点是活性物质成本较高、电池长期浅充放循环时有记忆效应。由于氧化镍电极的半导体性质，它的导电性能不好，同时由于工作时受固相中质子扩散速率控制，因此，充放电反应进行得很不彻底，氧化镍电极的充电效率、放电深度、活性物质利用率都较低。近年来，人们开始将活性炭、碳纳米管、石墨烯等材料及技术应用到镉镍电池和镍电极的改进方面，也相继研发出镍碳电极和镍碳超级电容器等。但目前石墨烯在镍氢电池和镍碳超级电容器的应用皆以导电剂的形式加入到镍电极里，以此提高镍电极中氧化物的导电性，此镍碳超级电容器电容性能是双电层电容，没有石墨烯的氧化还原电容。石墨烯材料的高比表面、高导电和高导热的性能没有得到充分利用，这一问题限制了镉镍电池及镍碳超级电容器在更大范围、更广阔领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镉石墨烯电池，此镉石墨烯电池以石墨为原料，成本低；此镉石墨烯电池以电化学方法制备得到石墨烯电极，操作简单，无污染；此镉石墨烯电池具有比容量高、能量密度高、自放电小、耐过充过放、放电电压平稳、机械性能好、使用寿命长，循环次数可达几千甚至上万次，使用温度范围宽的优点。

本发明的另一目的在于提供一种石墨烯电池，该石墨烯电池能够充分发挥石墨烯材料的特点，具有石墨烯氧化还原电容，能够有效发挥镉石墨烯电池的优点。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种镉石墨烯电池，镉石墨烯电池的正极为片状石墨原料制成的石墨烯电极，所述镉石墨烯电池的负极为金属镉，所述镉石墨烯电池的电解质为碱性溶液，所述金属镉的用量为所述石墨烯电极质量的1-2倍，所述碱性溶液的浓度为1-15mol/L。

本发明提出一种石墨烯电池，其包括上述的镉石墨烯电池。

本发明镉石墨烯电池以及石墨烯电池的有益效果是：本发明实施例提供的镉石墨烯电池具有较长的使用寿命长，循环次数可达几千甚至上万次，使用温度范围宽，可在-40℃～+40℃范围内正常使用。同时保证该镉石墨烯电池还具有成本低、操作简单、无污染，具有比容量高、能量密度高、自放电小、耐过充过放、放电电压平稳、机械性能好等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1提供的石墨烯电极在1mol/L的硫酸溶液以10V电压通电0.5分钟的电流变化曲线图；

图2为实施例1提供的石墨烯对镉负极在室温下的电池充放电曲线图；

图3为实施例1提供的石墨烯对镉负极在-10℃下的充放电曲线图；

图4为实施例1提供的石墨烯对镉负极的循环伏安曲线图；

图5为实施例1提供的石墨烯对镉负极的循环曲线图。