【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電化學領域，具體涉及一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鐵鎳電池是一種由托馬斯·愛迪生專利技術的可充電電池。鐵在地殼中含量豐富分布廣泛，負極材料比較容易獲得且成本較低，適用于大規模能源儲備。鐵鎳電池主要用于長時間、中等電流情況下的使用，其工作電壓為1.2v，具有耐用性、能夠經受一定程度的使用事故(包括過度充電、過度放電、短路、過熱)，并且在這種損害后仍能保持較長的壽命。使用對環境更友好的電解液，也可以有效的阻止有機電解液在充放電過程中的安全問題。雖然鐵鎳電池未來的應用前景廣闊，但材料本身的問題仍然存在，并造成了很多問題，包括能量密度不足，循環性有限，大量的氫氣析出，速率性能不佳，在大型儲能設備中，由于氫氣的長期積累增加電池的內壓，使得電池出現電解液泄漏的現象。
2、在我國，鐵鎳電池的研制相比于國外的起步晚，但也得到了大力的發展，在后期的發展很迅速。從二十世紀八十年代以來，鐵鎳電池的研究主要是在部分高校和企業進行。南開大學的林東風等人一直投身于鐵鎳二次電池的研究，并且取得了一定的成果，相繼解決了充電效率低、倍率放電性能差等問題。鄭州輕工業化工學院的項民等人就鐵電極的研究現狀做了報道，重點總結了鐵電極存在的問題，并且歸納了解決鐵電極鈍化、自放電等問題的方法。在2011年前后，李青松等人經過研究發現利用泡沫鎳做集流體，可以增加電極的比容量，電解液溶度越高，鐵負極的膨脹系數越大，而且發現在電解液中加入no3-后，電極的性能變得更差。在2012年，feiwei等人共同研制出了超快充鐵鎳
3、凝膠電解質在新能源行業中備受關注，相對于傳統的液態電解質，凝膠體系可以將電解質固定在電極孔徑中，從而避免液態電解質的泄漏和揮發等問題，其極板不會發生腐蝕，使用壽命比傳統的液態電解質電池更長，凝膠電解質在電極孔徑中可以形成大量的離子通道，電離度較高，從而使得凝膠電解質具有更高的電導率，電池的能量密度也可以更大程度的提高。凝膠電解質不含重金屬等污染物質，回收和再利用率較高，更加環保。
技術實現思路
1、針對傳統液態電解質中存在的技術缺陷，本專利技術的目的是提供一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質制備方法。所述凝膠電解質克服了部分技術難題，具有低流動，活性物質分布均勻，減少電解質的泄露和揮發等危險的優點，同時電解質分子間的相互作用力大于水分子之間的相互作用，因此能夠有效減少因產氣而引起的電解液爬出的問題。
2、一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質，所述凝膠電解質包括以下組分：
3、水系電解液：80～90wt％；
4、聚乙烯醇：8～10wt％；
5、聚丙烯酸鉀：1～4wt％；
6、以及電解質鹽或添加劑；
7、所述電解質鹽為0.2～1wt％的硫酸鋰，添加劑為1～4wt％的聚乙烯吡咯烷酮、0.2～1wt％的磷酸氫二銨、0.2～0.8wt％的木質素磺酸鈣、1～4wt％的殼聚糖中的一種；
8、所述水系電解液包括以下組分：koh：20～50wt％、lioh：1～2wt％，余量為水。
9、上述用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，具體包括以下步驟：
10、步驟s1：按各物質組分稱取原料，制備水系電解液；
11、步驟s2：將聚乙烯醇和聚丙烯酸鉀依次溶于步驟s1所得水系電解液中，得到混合溶液；
12、步驟s3：在步驟s2所得混合溶液加入電解質鹽或添加劑，混合后制得用于鐵鎳電池的凝膠電解質。
13、所述步驟s1具體包括以下步驟：
14、步驟s11：根據水系電解液各物質組分的質量百分比稱取原料；
15、步驟s12：將步驟s11所得的原料分多次加入水中，攪拌后獲得澄清溶液；
16、步驟s13：將步驟s12所得溶液密封，避免氧化，于室溫環境靜置冷卻，直至溶液溫度降至室溫，所得溶液即為水系電解液。
17、所述步驟s2中，具體包括以下步驟：
18、步驟s21：將水系電解液加熱備用；
19、步驟s22：按照配比稱取聚乙烯醇和聚丙烯酸鉀，隨后將聚乙烯醇和聚丙烯酸鉀依次加入水系電解液中，混合均勻，攪拌；
20、步驟s23：待混合后繼續加熱，持續攪拌直至充分混合均勻。
21、所述步驟s23中，加熱至80～95℃，攪拌時間0.5～1h。
22、所述步驟s3中，具體包括以下步驟：
23、步驟s31：將一定量的硫酸鋰或者聚乙烯吡咯烷酮加入配置好的電解質中，攪拌直至混合均勻；
24、步驟s32：將混合均勻的電解液密封避免氧化，靜置，即得凝膠電解質。
25、所述步驟s31中，攪拌過程采用手動攪拌。
26、所述步驟s32中，靜止時間為12～24h。
27、上述用于鐵鎳電池的凝膠電解質的應用，具體為制備鐵鎳電池，包括以下步驟：
28、將正負極原料分別均勻攪拌形成粘稠的電極漿料，將漿料均勻的涂抹在泡沫鎳上，并預留作為正負極極耳，烘干后得到正負極極片；將制得的凝膠電解質均勻地涂在由電動對輥機碾壓過的正負極片上，用隔膜分別將正負極片包裹，再根據正負極片大小將凝膠電解質均勻地涂在帶有隔膜的正負極表面，使用膠帶將正負極片組裝在一起裝入封閉袋中，加入凝膠電解質，即得鐵鎳電池。
29、本專利技術所制備的用于鐵鎳電池的凝膠電解質的原理如下：
30、1.本發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質，其特征在于，所述凝膠電解質包括以下組分：
2.根據權利要求1所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質，其特征在于，所述水系電解液包括以下組分：KOH：20～50wt％、LiOH：1～2wt％，余量為水。
3.權利要求1所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：
5.根據權利要求3所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求4所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟S23中，加熱至80～95℃，攪拌時間0.5～1h。
7.根據權利要求2所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，具體包括以下步驟：
8.根據權利要求2所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟S31中，攪拌過程采用手動攪拌。
9.根據權利要求2所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟S32中，靜止時間為12～24h。
10.權利要求1所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的應用，其特征在于，具體為制備鐵鎳電池，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質，其特征在于，所述凝膠電解質包括以下組分：
2.根據權利要求1所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質，其特征在于，所述水系電解液包括以下組分：koh：20～50wt％、lioh：1～2wt％，余量為水。
3.權利要求1所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟s1具體包括以下步驟：
5.根據權利要求3所述的一種用于鐵鎳電池的凝膠電解質的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求4...
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