[發明專利]具有催化電極的電化學電池及制備該電極和該電池的方法

有效

• 申請號: 200780048368.3
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101573814A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: R·B·多普;W·B·貝內特;J·郭
• 申請（專利權）人: 永備電池有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90;H01M12/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李 進;韋欣華

1.一種制備包含催化電極的電化學電池組電池的方法，所述方法 是包括以下步驟的非噴霧、非熱分解方法：

提供納米催化劑，所述催化劑包含過渡金屬、過渡金屬合金或過 渡金屬氧化物的一種或多種；

提供微粒碳；

提供能夠將所述碳的顆粒粘合在一起的粘合劑材料；

在空氣中，將所述納米催化劑、碳和粘合劑在所述納米催化劑不 溶的液體介質中混合在一起，形成催化性混合物，所述液體介質包含 水且不含醇，所述混合物包含碳顆粒和納米催化劑顆粒，該納米催化 劑顆粒與所述碳顆粒的內表面和外表面粘合形成催化性混合物，其中 所述納米催化劑的顆粒包含一種顆粒，該顆粒的大多數在與所述碳和 粘合劑混合之前至少被部分氧化；

將所述催化性混合物干燥，除去至少部分水；

將干燥后的催化性混合物形成催化層；

將所述催化層與集流器和疏水層組合，形成所述催化電極；

將至少一個分離器層粘合至所述催化電極；和

在電池外殼中將所述催化電極與反電極組合，所述反電極包含作 為活性材料的金屬；其中：

所述分離器層置于所述催化層和所述反電極之間；

所述疏水層包含疏水片，該疏水片置于所述催化層和在所述電池 外殼中的流體進入口之間，所述流體進入口允許流體從所述電池外殼 的外面進入電池，在所述催化電極的催化層中反應。

2.權利要求1的方法，其中所述納米催化劑包含過渡金屬或過渡 金屬氧化物的一種。

3.權利要求1的方法，其中所述過渡金屬、過渡金屬合金或過渡 金屬氧化物的一種或多種包含錳。

4.權利要求1的方法，其中所述納米催化劑的顆粒還包含所述過 渡金屬或過渡金屬合金的一種或多種的未氧化的顆粒；

在與所述碳和粘合劑混合之前，大多數所述納米催化劑顆粒至少 被部分氧化；且

在與所述碳和粘合劑混合之前，至少部分被氧化的大多數納米催 化劑顆粒具有氧化物殼。

5.權利要求1的方法，其中所述碳包含活性炭。

6.權利要求1的方法，其中所述粘合劑包含碳氟化合物材料。

7.權利要求6的方法，其中所述碳氟化合物材料在所述混合步驟 中原纖化。

8.權利要求1的方法，其中所述干燥后的催化性混合物形成催化 層，該催化層是具有兩個主要表面的催化片；

將所述集流器壓入所述催化片的一個主要表面，且將疏水片與所 述催化片的相反主要表面粘合，提供催化電極片。

9.權利要求8的方法，其中所述疏水片通過壓力層壓粘合。

10.權利要求1的方法，其中

所述電池是具有堿性電解質水溶液的金屬-空氣電池，所述反電 極包含作為活性材料的金屬，且通過所述流體進入口進入的空氣中所 包含的氧在所述催化電極被還原。

11.權利要求10的方法，其中所述電池是鋅-空氣電池，且所述 金屬包含鋅。

12.權利要求10的方法，其中所述納米催化劑包含納米錳。

13.權利要求11的方法，其中在與所述疏水片粘合之前，所述催 化層的密度為8-20mg/cm³。

14.權利要求11的方法，其中所述催化電極在所述催化層和所述 疏水層之間的粘合強度為65-250g/25.4mm。

15.權利要求11的方法，其中所述催化電極的厚度為 015-035mm。