[发明专利]用于海水电池的正极、海水电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于海水电池的正极，正极为金属材料制备，包括基体金属、设于基体金属表面的过渡层金属层及设于过渡层金属层表面的低析氢过电位金属层，过渡层金属层的析氢过电位小于基体金属的析氢过电位且大于低析氢过电位金属层的析氢过电位。本发明的用于海水电池的正极不需要氧气就能工作，且具有续航时间长、成本低、安全无污染、高比能量的优点。另，本发明还提供了一种海水电池及其制备方法。

技术领域

本发明涉及海水电池领域，尤其是涉及一种不需要氧气就能工作的用于海水电池的正极。

背景技术

海洋环境条件复杂且海洋环境充电不便，要使在海洋中使用的设备能长期稳定地工作，而海水空气电池因其续航时间长、比能量高、成本低、安全无污染且直接以海水为电解质，成为海洋电源的理想选择之一。

但现有的海水空气电池是以海水中的溶解氧为正极染料，使其工作时必须用到氧气，由于海水中氧含量不高，因此现有的海水空气电池无法应用于海洋水下电源领域；另，海面环境复杂，很难保证现有的海水空气电池不被海水完全淹没，因此现有的海水空气电池也无法解决其被水完全淹没的问题。

因此亟需一种不需要氧气就能工作，且续航时间长、成本低、安全无污染、高比能量的海水电池，以克服上述现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于海水电池的正极，该正极具有催化海水中的水还原成氢气的能力，工作时不需要氧气的参与且制造成本低。

本发明的目的之二是提供一种海水电池，该海水电池不需要氧气就能工作，且具有续航时间长、成本低、安全无污染、高比能量的优点。

本发明的目的之三是提供上述海水电池的制备方法，该制备方法简单、过程环保，借由该制备方法制得的海水电池不需要氧气就能工作，且具有续航时间长、成本低、安全无污染、高比能量的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于海水电池的正极，该正极为金属材料制备，包括基体金属、设于基体金属表面的过渡层金属层及设于过渡层金属层表面的低析氢过电位金属层，过渡层金属层的析氢过电位小于基体金属的析氢过电位且大于低析氢过电位金属层的析氢过电位。

与现有技术相比，本发明的用于海水电池的正极包括基体金属、过渡层金属层及低析氢过电位金属层，过渡层金属层的析氢过电位小于基体金属的析氢过电位且大于低析氢过电位金属层的析氢过电位，利用具有低析氢过电位金属层的正极作为催化剂催化海水中的水还原成氢气并生成氢氧根离子；另，相对于用纯低析氢过电位金属制备的正极，本发明的采用基体金属、过渡层金属层及低析氢过电位金属层制成的正极在海水里使用不容易变形、制备成本较低、使用寿命延长；因此，本发明的用于海水电池的正极不需要氧气就能工作，经济价值较好，可以应用于海洋水下设备电源领域又能解决现有的海水空气电池被水完全淹没的问题。

较佳地，基体金属材料为铁、铝中的一种。

较佳地，过渡层金属层材料为镍、钌中的一种；优选地，过渡层金属层材料为镍，采用镍可增强基体金属与低析氢过电位金属层的附着力又可节约成本。

较佳地，低析氢过电位金属层材料为铂、金、铑中的一种；铂、金、铑有很低的析氢过电位和很高的催化活性，非常有利于正极析氢反应的发生。

优选地，基体金属材料为铁，过渡层金属层材料为镍，低析氢过电位金属层材料为铂；基体金属材料采用铁，价格较便宜可节约成本，过渡层金属层材料采用镍可增强低析氢过电位金属层的稳定性又可节约成本，低析氢过电位金属层材料采用的铂具有最高的催化活性。

较佳地，基体金属呈片状结构；片状结构可以增大正极反应的有效面积。

为实现上述目的，本发明还提供了一种海水电池，包括负极、电解液、电池壳及上述提及的用于海水电池的正极。