1.一种耐低温的水系镍铁电池,其特征在于,所述的电池包括正极、负极和特定抗冻电解液;所述的正极为氧化镍/碳复合薄膜;所述的负极为泡沫铁;所述的特定抗冻电解液为一定浓度范围的氢氧化钾水溶液;所述的抗冻电解液的最低冰点为‑112℃;所述氢氧化钾水溶液的制备方法为:将氢氧化钾溶解于去离子水中,搅拌均匀后得到水相电解液,所述氢氧化钾的浓度范围为5‑15mol/L;所述的正极为氧化镍/碳复合薄膜;所述的氧化镍/碳复合薄膜可通过液相反应及高温煅烧过程制得,包括如下制备步骤:(1)将1g四水乙酸镍C4H6NiO4·4H2O,1.5g尿素CO(NH2)2及0.3g的氟化铵NH4F溶于50mL的3
去离子水中,而后将该混合液转移至聚四氟乙烯反应釜中;将2.5×4.0×0.2cm 泡沫镍置于反应釜内,密封后于130℃电热烘箱中持续加热反应5小时;
(2)待反应釜自然冷却后取出样品,得到生长有碱式碳酸镍Ni2(OH)2CO3前驱体的泡沫镍;利用去离子水清洗该前驱体薄膜,而后将其置于含有50mg多巴胺且pH=8.5的100mL Tris缓冲液中持续浸泡6小时;用去离子水冲洗该产物,并将其置于60℃烘箱中干燥待用;
(3)将干燥后的混合材料置于管式炉中,在氩气气氛中在550℃条件下煅烧1小时,得到氧化镍/碳复合薄膜;将氧化镍/碳复合薄膜直接作为电池正极使用,无需其它额外的电极制备过程。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温的水系镍铁电池,其特征在于:所述负极为酸洗清洁后的泡沫铁,包括如下制备方法:选用孔隙率为95%的商用泡沫铁材料并剪裁成1×1×3
0.15cm的尺寸,将其在3mol/L的盐酸溶液中浸泡10分钟以彻底清除其表面铁氧化物;经去离子水冲洗干燥后,该材料直接作为电池负极使用;所述负极的性能检测,包括如下步骤:依次在常温和低温环境下,以泡沫铁为工作电极和参比电极,Pt丝为对电极,5‑15mol/L的氢氧化钾溶液为电解液,在三电极体系中对泡沫铁负极进行电化学性能检测。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温的水系镍铁电池,其特征在于:水系镍铁电池的全电池的组装包括如下步骤:将上述氧化镍/碳复合正极、玻璃纤维隔膜、泡沫铁负极依次紧密堆叠,滴加上述特定浓度的电解液渗透其中,热塑封装至聚乙烯膜内,完成全电池组装;
对组装好的镍铁全电池在常温和低温环境进行电化学性能检测。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温的水系镍铁电池,其特征在于:电池负极与电池正极的体积比为1.5:1。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温的水系镍铁电池,其特征在于:所述水系镍铁电池的最低的工作温度为‑40℃以下。