CN1945879A - 高压氢镍电池专用催化剂及其制造方法 - Google Patents

高压氢镍电池专用催化剂及其制造方法 Download PDF

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魏俊华
张云朋
何学颖
林甘红
张兆坤
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Abstract

本发明公开了一种高压氢镍电池专用催化剂及其制造方法，其组分及重量份含量如下：C：60～75份，Pt：8～14份，Pd：3～6份，Ni：8～13份。其制造方法为：把活性炭、镍粉、氯铂酸、氯化钯混合均匀，在强力搅拌的情况下加入水合肼，得到C－Pt－Pd－Ni混合沉积物，再过滤、洗涤、烘干。本发明是通过Pt、Pd在活性炭与镍粉的混合载体上共沉，从而形成C－Pt－Pd－Ni催化剂，用该催化剂制成的催化层具有热传导性好的特点，氢气和氧气在催化层中局部复合产生的热量可迅速的传导到周围，从而避免了催化层局部烧蚀失效现象的产生。Pd的存在也可避免一氧化碳的产生，从而避免金属Pt的中毒失效。

Description

高压氢镍电池专用催化剂及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高压氢镍电池专用催化剂及其制造方法。
技术背景：
高压氢镍电池是由镉镍电池的镍电极与燃料电池的催化氢电极结合在一起而组成的化学电源体系，其显著的特点是寿命较长。该电池组已经应用于航天飞行器的电源系统，成为各类长寿命空间飞行器能源系统的最基本的组成部件。
但是，现有技术生产的高压氢镍电池存在着影响其可靠性、耐用性及使用寿命的热问题，主要表现为：
①电池热容较低。高压氢镍电池工作时，负极活性物质氢气必须能够在电堆中自由地进出，才能保证电池可靠地工作，为防止氢气进出通道阻塞，高压氢镍电池电解液采用贫液设计，这就导致了高压氢镍电池热容较低，电池工作时产生的少量热量也会造成电堆较高的温升。
②电堆散热性差。由于电堆内部气体扩散网及氢电极中防水透气层的存在，致使电池电堆热传导性较差。
③C-Pt催化剂的存在极易造成电堆内部的烧蚀。高压氢镍电池在充电条件下所产生的氢气和氧气在氢电极的催化层上迅速复合，并在氢电极上产生大量的热量，使电堆温度升高。特别是在过充电过程中，镍电极上产生的氧气通常通过隔膜上的少数微孔迅速的扩散到氢电极上与氢气复合，产生水并放出大量的热量，如果热量不及时的传导或扩散出去，将把隔膜和氢电极的C-Pt催化层烧穿，严重时将会直接造成电池短路失效。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：提供一种高压氢镍电池专用催化剂及其制造方法，使高压氢镍电池散热效果好，避免催化层烧蚀失效。
本发明的技术方案是在C-Pt催化剂基础上添加两种金属材料，一种是Pd，能够防止C-Pt催化剂中毒；一种是Ni，作为散热材料。
本发明的组分及重量份含量如下：C：60～75份，Pt：8～14份，Pd：3～6份，Ni：8～13份。
本发明是这样实现的：把一定量的活性炭(C)、镍粉(Ni)、氯铂酸、氯化钯混合均匀，在强力搅拌的情况下加入水合肼，得到C-Pt-Pd-Ni混合沉积物，再过滤、洗涤、烘干，即制作成高压氢镍电池专用C-Pt-Pd-Ni催化剂。
本发明是通过Pt、Pd在活性炭与镍粉的混合载体上共沉，从而形成C-Pt-Pd-Ni催化剂，用该催化剂制成的催化层具有热传导性好的特点，氢气和氧气在催化层中局部复合产生的热量可迅速的传导到周围，从而避免了催化层局部烧蚀失效现象的产生。Pd的存在也可避免一氧化碳的产生，从而避免金属Pt的中毒失效。
本发明与现有技术相比，采用该催化剂制作的高压氢镍电池的耐用性更好，使用寿命更长。
具体实施方式：
本发明的实施例：
实施例一，按重量份计，活性炭(105#，200目)材料70份、氯铂酸(化学纯)换算为金属铂12份、氯化钯(化学纯)换算为金属钯5份、镍粉(150目)13份，混合均匀，在强力搅拌的情况下加入水合肼，得到C-Pt-Pd-Ni混合沉积物，再过滤、洗涤、烘干，制作成高压氢镍电池专用C-Pt-Pd-Ni催化剂。
实施例二，按重量份计，活性炭(105#，200目)材料75份、氯铂酸(化学纯)换算为金属铂10份、氯化钯(化学纯)换算为金属钯3份、镍粉(150目)10份，其余同实施例一。

Claims (3)

1、一种高压氢镍电池专用催化剂，其特征在于：组分及重量份含量如下：C：60～75份，Pt：8～14份，Pd：3～6份，Ni：8～13份。
2、根据权利要求1所述的高压氢镍电池专用催化剂，其特征在于：优选组分及重量份含量如下：C：70份，Pt：12份，Pd：5份，Ni：13份。
3、一种如权利要求1或2所述的高压氢镍电池专用催化剂制造方法，其特征在于：把活性炭、镍粉、氯铂酸、氯化钯混合均匀，在强力搅拌的情况下加入水合肼，得到C-Pt-Pd-Ni混合沉积物，再过滤、洗涤、烘干。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106207202A (zh) * 2016-07-22 2016-12-07 南京大学（苏州）高新技术研究院 掺氮石墨烯担载的铂钯镍三元纳米合金催化剂
CN109494376A (zh) * 2018-11-06 2019-03-19 陕西师范大学 壳层组分、厚度可调控的Pd@Pt-Ni核@壳纳米材料及其制备方法与应用

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication