CN111816863A - 一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极及其制备方法和应用 - Google Patents

一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极及其制备方法和应用 Download PDF

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黄新堂
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Abstract

本发明公开了一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极及其制备方法和应用。该铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极包括铜基底、布设在铜基底上的铜纳米棒阵列和负载在铜纳米棒上的银纳米颗粒。其制备为：1)以铜基底为工作电极，恒电流进行电化学处理，铜基底上直接生长氢氧化铜纳米棒阵列；2)以得到的生长氢氧化铜纳米棒阵列的铜基底为工作电极，恒电流进行电化学处理，氢氧化铜纳米棒阵列转变为铜纳米棒阵列；3)将得到的生长有铜纳米棒阵列的铜基底浸入银氨络合物溶液中反应，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。所得铜银电极面积比容量高，银材料利用率高，合成过程易于控制，环境友好，节约能源，用于电池电化学性能优异。

Description

一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极及其制备方法 和应用
技术领域
本发明属于银锌电池技术领域，具体涉及一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极及其制备方法和应用。
背景技术
锌银电池由于具有比能量高，比功率大，放电电压平稳，可靠性、安全性好等优点，被应用于航空、航天、各种军用装备和民用设备中。银电极放电时出现的二个不同的电位坪阶，与锌银电池放电时的“高坪阶”和“低坪阶”相当。普通常规设计银锌电池方法，通常直接采用金属银、锌作为电池正负极材料，高阶电压充放电效率明显偏低，实际应用中几乎被忽略，甚至被刻意屏蔽掉；银材料利用率很低，循环寿命短，很大程度上影响电池的性能。目前在银锌电池的研究与设计中，往往也只注重“低坪阶”充放电能力，忽略“高坪阶”储能潜力，因此银电极的利用效率远远小于50％。银本质上价格并不廉价，较低的利用率，限制了银锌电池的应用广度。单位面积银锌电池储能能力，也是国际范围学者们关注的焦点。目前全球范围报道的单位容量，最大值为12mAh cm-2，银材料的利用率低于百分之三十。利用率与单位面积容量问题，很大程度上提高了银锌电池设计成本，从而制约其在民用领域的普适性应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极及其制备方法和应用，该铜银电极面积比容量高，银材料利用率高，合成过程易于控制，环境友好，节约能源，用于电池电化学性能优异。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极，包括铜基底、布设在铜基底上的铜纳米棒阵列和负载在铜纳米棒上的银纳米颗粒。
按上述方案，铜纳米棒直径100～140nm，长度8～12um。
按上述方案，银纳米颗粒尺寸为3～7nm。
按上述方案，铜银电极中单位面积银负载质量为0.88-80mg/cm2。
提供一种上述铜银电极的制备方法，具体步骤为：
1)以铜基底为工作电极，恒电流进行电化学处理，铜基底上直接生长Cu(OH)2纳米棒阵列；
2)以步骤1)得到的生长Cu(OH)2纳米棒阵列的铜基底为工作电极，恒电流进行电化学处理，铜基底上的Cu(OH)2纳米棒阵列转变为铜纳米棒阵列；
3)将步骤2)得到的生长有铜纳米棒阵列的铜基底浸入银氨络合物溶液中反应，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
按上述方案，步骤1)中铜基底为泡沫铜。
按上述方案，步骤1)中电化学处理工艺为：以铜基底为工作电极，铂为对电极，碱液为电解液，恒电流的电流密度为18～22mA/cm2，电化学处理时间为12-15min。
按上述方案，碱为KOH，浓度为1～1.5mol/L。
按上述方案，步骤2)中电化学处理工艺为：以步骤1)得到的生长Cu(OH)2纳米棒阵列的铜基底为工作电极，铂为对电极，Na2SO4水溶液为电解液，恒电流的电流密度为-14～-18mA/cm2，电化学处理时间为30～35min。
按上述方案，Na2SO4水溶液浓度为0.5～0.7mol/L。
按上述方案，步骤2)中按上述方案，步骤3)中银氨络合物溶液中Ag与铜基底的质量面积比为：1～90mg/cm-2。
按上述方案，步骤3)中浸入银氨络合物溶液中的振荡反应时间为1～24h。
提供一种上述铜银电极在铜/银锌电池中的应用，具体为，该铜/银锌电池中，以铜银电极为正电极，以锌片为负电极。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供的铜银电极中，银纳米颗粒均匀包裹在铜纳米棒表面，具有晶格错位、晶格畸变和铜银异质结，能够有效提高材料特别是银活性，所得银纳米颗粒尺寸小，比表面大，亲水性好，且铜纳米棒直接位于铜基底上，导电性好，所得铜银电极面积比容量达到36mAh/cm2，电化学性能优异，银利用率高，达到90％，可以有效提高材料克容量，显著降低器件制作成本。
2.本发明通过电化学方法，在铜基底上直接生长铜纳米棒阵列，然后通过与银氨络合物进行化学反应，得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒，所得银纳米颗粒尺寸小且紧密的覆盖在铜纳米棒阵列上，显著提高单位面积银负载量，并形成了晶格错位、晶格畸变、铜银异质结和银量子点，有效提高材料活性，电化学性能优异，制备过程易于控制，条件温和，无需退火煅烧等高温处理，环境友好，节约能源，成本低廉，在充电过程中，银材料充分转变为银二价，有效提高储能能力。
3.该铜银电极应用于铜/银锌电池中，全电池面积比容量达到35mAh/cm2，具有良好的稳定性，循环500次仍能保持80％容量，且铜银电极制备过程中无需额外采用粘结剂，有利于电池的稳定性和有效性。
附图说明
图1为实施例1-5制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的XRD射线衍射图。
图2为实施例6制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的XRD射线衍射图。
图3为实施例1制备得到的氢氧化铜纳米棒阵列(a)和铜纳米棒阵列(b)扫描电子显微镜图。
图4为实施例1制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的扫描电子显微镜图。
图5为实施例2制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的扫描电子显微镜图。
图6为实施例3制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的扫描电子显微镜图。
图7为实施例4制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的扫描电子显微镜图。
图8为实施例6制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的扫描电子显微镜图。
图9为实施例1制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试。
图10为实施例2制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试。
图11为实施例3制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试。
图12为实施例4制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试。
图13为实施例5制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试。
图14为实施例6制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试。
图15为以实施例3制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池的循环稳定性测试。
图16为以实施例6制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池的循环稳定性测试。
图17为实施例中铜纳米棒阵列三电极充放电测试。
图18为实施例3制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的TEM电镜图，其中图a和b显示晶格错位和晶格畸变，图c显示铜银异质结，图d显示银量子点。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的制备方法，具体包括以下步骤：
1)制备氢氧化铜纳米棒阵列
用10％稀盐酸超声清晰泡沫铜片10分钟去除氧化物，然后用丙酮、酒精和去离子水交替三次超声清洗10分钟；清洗后的泡沫铜作为工作电极，铂片作为对电极，1mol/L的KOH溶液作为电解液，采用两电极恒电流20mA/cm2电化学反应12分钟，泡沫铜逐渐变为蓝色，泡沫铜基底上得到氢氧化铜纳米棒阵列。
2)制备铜纳米棒阵列
把步骤1)中制备得到的氢氧化铜纳米棒阵列，用酒精和去离子水交替清洗三次；清洗后的氢氧化铜纳米棒阵列作为工作电极，铂片作为对电极，0.5mol/L硫酸钠溶液作为电解液，两电极恒电流-16mA/cm2电化学处理30分钟；蓝色的氢氧化铜纳米棒阵列逐渐变成暗红色，转换为铜纳米棒阵列；所得样品用去离子水和酒精清洗干净，然后室温下用氮气流干燥。图3为氢氧化铜阵列和铜阵列扫描电子显微镜图。
3)制备铜银电极
1.5mg硝酸银溶解于50ml去离子水，用滴管滴入2ml的2％氨水溶液到硝酸银溶液中，形成银氨络合物；将步骤2)得到的负载有铜纳米棒阵列的面积为1cm2泡沫铜材料放入银氨络合物溶液中，充分振荡1小时；合成的样品用去离子水和酒精交替清洗三次，室温下用氮气流干燥，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
本实施例中得到的铜银电极中银在铜基底上的负载量为0.88mg/cm2；图4为其扫描电子显微镜图。
图9为本实施例得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，商业普通锌片为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试结果；图中显示，组装三电极测试制备得到的铜银正极放电容量为0.58mAh/cm2，铜银/锌电池全电池面积容量和三电极基本保持一致。
图17为铜纳米棒阵列三电极在10mA/cm2充放电测试图，图中显示其放电容量为0.191mAh/cm2。
计算银材料利用率：
银材料克容量＝(铜银电极放电容量-铜材料放电容量)/银单位负载量＝(0.58mAh/cm2-0.191mAh/cm2)/0.88mg/cm2＝0.442mAh/mg；
银材料理论克容量为0.496mAh/mg；
银材料利用率＝0.442mAh/mg/0.496mAh/mg＝89.11％。
实施例2
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的制备方法，具体包括以下步骤：
1)同实施例1。
2)同实施例1。
3)制备铜银电极
5mg硝酸银溶解于50ml去离子水，用滴管滴入4ml的2％氨水溶液到硝酸银溶液中，形成银氨络合物；将步骤2)得到的负载有铜纳米棒阵列的面积为1cm2泡沫铜材料放入银氨络合物溶液中，充分振荡2小时；合成的样品用去离子水和酒精交替清洗三次，室温下用氮气流干燥，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
本实施例中得到的铜银电极中银在铜基底上的负载量为2.98mg/cm2；图5为其扫描电子显微镜图。
图10为本实施例得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，商业普通锌片为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试结果；图中显示，组装三电极测试制备得到的铜银正极放电容量为1.43mAh/cm2，铜银/锌电池全电池面积容量和三电极基本保持一致；计算银的利用率为86.69％。
实施例3
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的制备方法，具体包括以下步骤：
1)同实施例1。
2)同实施例1。
3)制备铜银电极
7.5mg硝酸银溶解于50ml去离子水，用滴管逐滴滴入2％氨水的溶液到硝酸银溶液中，从开始生成沉淀，继续加入氨水溶液，当沉淀消失时，配置成成银氨络合物；将步骤2)得到的负载有铜纳米棒阵列的面积为1cm2泡沫铜材料放入银氨络合物溶液中，充分振荡3小时；合成的样品用去离子水和酒精交替清洗三次，室温下用氮气流干燥，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
本实施例中得到的铜银电极中银在铜基底上的负载量为4.53mg/cm2；图6为其扫描电子显微镜结果。
图18为本实施例制备得到铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的TEM电镜图，图中显示：存在晶格错位和晶格畸变(见图a和b)以及铜银异质结(图c)，并形成银量子点(图18d)。
图11为本实施例得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，商业普通锌片为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试结果；图中显示，组装三电极测试制备得到的铜银正极放电容量为2.13mAh/cm2，铜银/锌电池全电池面积容量和三电极基本保持一致；计算得到银的利用率为86.29％。
图15为以本实施例得到的铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池的稳定性循环测试。图中测试结果表明，经过3000次循环测试，电池容量仍能保持80％。
实施例4
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的制备方法，具体包括以下步骤：
1)同实施例1。
2)同实施例1。
3)制备铜银电极
16mg硝酸银溶解于50ml去离子水，用滴管逐滴滴入2％氨水的溶液到硝酸银溶液中，从开始生成沉淀，继续加入氨水溶液，当沉淀消失时，配置成成银氨络合物；将步骤2)得到的负载有铜纳米棒阵列的面积为1cm2泡沫铜材料放入银氨络合物溶液中，充分振荡4小时；合成的样品用去离子水和酒精交替清洗三次，室温下用氮气流干燥，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
本实施例中得到的铜银电极中银在铜基底上的负载量为9.95mg/cm2；图7为扫描电子显微镜结果。
图12为本实施例得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，商业普通锌片为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试结果；图中显示，组装三电极测试制备得到的铜银正极放电容量为4.48mAh/cm2，铜银/锌电池全电池面积容量和三电极基本保持一致；银的利用率为86.9％。
实施例5
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的制备方法，具体包括以下步骤：
1)同实施例1。
2)同实施例1。
3)制备铜银电极
27mg硝酸银溶解于50ml去离子水，用滴管逐滴滴入2％氨水的溶液到硝酸银溶液中，从开始生成沉淀，继续加入氨水溶液，当沉淀消失时，配置成成银氨络合物；将步骤2)得到的负载有铜纳米棒阵列的面积为1cm2泡沫铜材料放入银氨络合物溶液中，充分振荡5小时；合成的样品用去离子水和酒精交替清洗三次，室温下用氮气流干燥，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
本实施例中得到的铜银电极中银在铜基底上的负载量为16.72mg/cm2。
图13为本实施例得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和以铜银电极为正极，商业普通锌片为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试结果；图中显示，组装三电极测试制备得到的铜银正极放电容量为7.22mAh/cm2，铜银/锌电池全电池面积容量和三电极基本保持一致；计算得到银的利用率为87.9％。
实施例6
提供一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的制备方法，具体包括以下步骤：
1)同实施例1。
2)同实施例1。
3)制备铜银电极
140mg硝酸银溶解于50ml去离子水，用滴管逐滴滴入2％氨水的溶液到硝酸银溶液中，从开始生成沉淀，继续加入氨水溶液，当沉淀消失时，配置成成银氨络合物；将步骤2)得到的负载有铜纳米棒阵列的面积为1cm2泡沫铜材料放入银氨络合物溶液中，充分振荡24小时；合成的样品用去离子水和酒精交替清洗三次，室温下用氮气流干燥，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
本实施例中得到的铜银电极中银在铜基底上的银负载量为80mg/cm2；图8为其扫描电子显微镜图片。
图14为本实施例得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极(a)和该铜银电极为正极，商业普通锌片为负极组装的铜银/锌电池(b)在10mA/cm2的充放电测试结果；图中显示，组装三电极测试制备得到的铜银正极放电容量为36mAh/cm2，铜银/锌电池全电池面积容量和三电极基本保持一致，为35mAh/cm2；计算得到银的利用率为90.32％。
图16为以本实施例得到的铜银电极为正极，锌为负极组装的铜银/锌电池的稳定性循环测试。图中显示，经过500次循环测试，电池容量仍能保持80％。
图1为实施例1-5制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的XRD谱图，图中显示，实施例1至实施例5只出现铜和银的峰值，没有其他特征峰，表明银材料成功附着在铜上，并且银峰值表明其颗粒小于10纳米。
图2为实施例6制备得到的铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极的XRD谱图，图中显示只出现铜和银的峰值，没有其他特征峰，表明银材料成功附着在铜上，XRD图像表现出明显的银量子点特征，并且银峰值表明其颗粒小于10纳米。

Claims (10)

1.一种铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极，其特征在于，包括铜基底、布设在铜基底上的铜纳米棒阵列和负载在铜纳米棒上的银纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的铜银电极，其特征在于，所述铜纳米棒直径100～140nm，长度8～12um。
3.根据权利要求1所述的铜银电极，其特征在于，所述银纳米颗粒尺寸为3～7nm。
4.根据权利要求1所述的铜银电极，其特征在于，所述铜银电极中单位面积银负载质量为0.88～80mg/cm2。
5.一种权利要求1-4任一项所述的铜银电极的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
1)以铜基底为工作电极，恒电流进行电化学处理，铜基底上直接生长Cu(OH)2纳米棒阵列；
2)以步骤1)得到的生长Cu(OH)2纳米棒阵列的铜基底为工作电极，恒电流进行电化学处理，铜基底上的Cu(OH)2纳米棒阵列转变为铜纳米棒阵列；
3)将步骤2)得到的生长有铜纳米棒阵列的铜基底浸入银氨络合物溶液中反应，即得铜纳米棒阵列支撑银纳米颗粒的铜银电极。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述步骤1)中电化学处理工艺为：以铜基底为工作电极，铂为对电极，碱液为电解液，恒电流的电流密度为18～22mA/cm2，电化学处理时间为12～15min；
所述步骤2)中电化学处理工艺为：以步骤1)得到的生长Cu(OH)2纳米棒阵列的铜基底为工作电极，铂为对电极，Na2SO4水溶液为电解液，恒电流的电流密度为-14～-18mA/cm2，电化学处理时间为30～35min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中碱为KOH，浓度为1～1.5mol/L；所述步骤2)中Na2SO4水溶液浓度为0.5～0.7mol/L。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中银氨络合物溶液中Ag与铜基底的质量面积比为：1～90mg/cm-2；浸入银氨络合物溶液中反应条件为：振荡反应，反应时间为1～24h。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中铜基底为泡沫铜。
10.一种权利要求1-4任一项所述的铜银电极在铜/银锌电池中的应用，其特征在于，所述铜/银锌电池中，以所述铜银电极为正电极，以锌片为负电极。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115863660A (zh) * 2022-12-09 2023-03-28 江苏正力新能电池技术有限公司 一种无负极锂电池负极集流体及其制备方法与应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825604A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 北京化工大学常州先进材料研究院 一种铜纳米线负载银纳米颗粒的零维一维复合材料的制备方法
US20170294248A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Duke University Noble metal-coated nanostructures and related methods
CN108075142A (zh) * 2016-11-17 2018-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于阴离子交换膜燃料电池纳米阵列催化层的制备方法
CN108560018A (zh) * 2018-05-07 2018-09-21 北京化工大学 一种纳米铜电极材料、其制备方法及用途
CN108950593A (zh) * 2018-06-15 2018-12-07 重庆大学 用于电化学还原co2的铜纳米线负载锡催化电极及方法
CN109108276A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 北京纳米能源与系统研究所 纳米线电极材料及其制备方法和应用
CN109414764A (zh) * 2016-06-03 2019-03-01 柏业公司 使用化学还原方法制造具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线的方法
CN110407302A (zh) * 2019-08-28 2019-11-05 中国海洋大学 一种3D C/氧化亚铜-AgNPs水消毒纳米复合材料及其制备方法
CN110620270A (zh) * 2019-09-02 2019-12-27 华中师范大学 一种二次铜锌电池

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170294248A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Duke University Noble metal-coated nanostructures and related methods
CN109414764A (zh) * 2016-06-03 2019-03-01 柏业公司 使用化学还原方法制造具有核壳结构的银涂覆的铜纳米线的方法
CN108075142A (zh) * 2016-11-17 2018-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于阴离子交换膜燃料电池纳米阵列催化层的制备方法
CN106825604A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 北京化工大学常州先进材料研究院 一种铜纳米线负载银纳米颗粒的零维一维复合材料的制备方法
CN109108276A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 北京纳米能源与系统研究所 纳米线电极材料及其制备方法和应用
CN108560018A (zh) * 2018-05-07 2018-09-21 北京化工大学 一种纳米铜电极材料、其制备方法及用途
CN108950593A (zh) * 2018-06-15 2018-12-07 重庆大学 用于电化学还原co2的铜纳米线负载锡催化电极及方法
CN110407302A (zh) * 2019-08-28 2019-11-05 中国海洋大学 一种3D C/氧化亚铜-AgNPs水消毒纳米复合材料及其制备方法
CN110620270A (zh) * 2019-09-02 2019-12-27 华中师范大学 一种二次铜锌电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115863660A (zh) * 2022-12-09 2023-03-28 江苏正力新能电池技术有限公司 一种无负极锂电池负极集流体及其制备方法与应用

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