[發(fā)明專利]以鎂基金屬氫化物為負極材料的空氣電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910154025.6
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN101694893A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李洲鵬;劉賓虹;朱京科
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06;H01M4/58;H01M4/08;H01M4/66;H01M4/62;H01M4/90;H01M4/88;H01M4/96
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

1.一種以鎂基金屬氫化物為負極材料的空氣電池，以氯化銨水溶液、KOH溶液、NaOH溶液、離子液體氯代烷基咪唑或[bmin]OH中的任意一種為電解質(zhì)，以陰離子交換膜或聚丙烯膜作隔膜隔斷陽極和陰極；其特征在于，該空氣電池以鎂氫化物或鎂基合金氫化物作為空氣電池的陽極活性物質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣電池，其特征在于，所述電解質(zhì)濃度為1～6摩爾/升。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣電池，其特征在于，該空氣電池的陽極通過下述方式制得：將粉末狀的鎂氫化物或鎂基金屬氫化物、導(dǎo)電高分子修飾的碳黑，與5wt.％的羧甲基纖維素鈉溶液或5wt.％的聚乙烯醇溶液按質(zhì)量比1∶0.1～0.5∶1～3的比例調(diào)制成漿料并充填于基材中，室溫干燥后壓制成陽極；所述基材為多孔金屬材料或用導(dǎo)電纖維制成的多孔材料；在制得的陽極中，鎂氫化物或鎂基金屬氫化物與基材的質(zhì)量比為1∶0.05～0.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣電池，其特征在于，所述多孔金屬材料的基材是泡沫鎳或泡沫銅，所述用導(dǎo)電纖維制成的多孔材料是鋁、鋅、鎂、鐵或碳纖維制成的多孔材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣電池，其特征在于，所述空氣電池以聚吡咯修飾的碳黑作為陽極添加劑，是通過下述方式制得：將碳黑分散到水、甲醇或者氯仿中配成懸濁液，其質(zhì)量比為1∶15；加入冰乙酸或者鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2.5～3，室溫攪拌10～30min；按碳材料與吡咯的質(zhì)量比為1∶0.05～0.3加入吡咯攪拌5～10min，然后加入0.05～0.1克質(zhì)量的H₂O₂作為聚合反應(yīng)的引發(fā)劑，室溫攪拌3～10h；產(chǎn)物用溫去離子水洗滌，真空干燥后制得以聚吡咯修飾的碳黑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣電池，其特征在于，所述空氣電池以下述聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑中的至少一種作為陰極催化劑：聚吡咯修飾碳載氫氧化鈷、聚吡咯修飾碳載氫氧化錳、聚吡咯修飾碳載氫氧化鎳或聚吡咯修飾碳載氫氧化鐵；

所述聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑通過以下方法制得：將碳黑分散到水、甲醇或者氯仿中配成懸濁液，其質(zhì)量比為1∶15；加入冰乙酸或者鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2.5～3，室溫攪拌10～30min；按碳材料與吡咯的質(zhì)量比為1∶0.05～0.3加入吡咯攪拌5～10min，然后加入1克質(zhì)量的過渡金屬的氯化物或其混合物作為聚合反應(yīng)的引發(fā)劑；需加速吡咯聚合時，再加入0.05～0.1克質(zhì)量的H₂O₂；室溫攪拌3～10h后，加熱至70～90℃；緩慢加入300ml濃度為0.1M?L^-1的還原劑堿性硼氫化鈉溶液后，劇烈攪拌30～60min，自然冷卻；用去離子水洗滌過濾后，真空70～90℃干燥6～12h后制得相應(yīng)的聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑；所述過渡金屬為下述的至少一種鈷、錳、鎳或鐵。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣電池，其特征在于，該空氣電池的陰極通過下述方式制得：

(1)制備聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑：

將碳黑分散到水、甲醇或者氯仿中配成懸濁液，其質(zhì)量比為1∶15；加入冰乙酸或者鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2.5～3，室溫攪拌10～30min；按碳材料與吡咯的質(zhì)量比為1∶0.05～0.3加入吡咯攪拌5～10min，然后加入1克質(zhì)量的過渡金屬的氯化物或其混合物作為聚合反應(yīng)的引發(fā)劑；需加速吡咯聚合時，再加入0.05～0.1克質(zhì)量的H₂O₂；室溫攪拌3～10h后，加熱至70～90℃；緩慢加入300ml濃度為0.1M?L^-1的還原劑堿性硼氫化鈉溶液后，劇烈攪拌30～60min，自然冷卻；用去離子水洗滌過濾后，真空70～90℃干燥6～12h后制得相應(yīng)的聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑；所述過渡金屬為下述的至少一種鈷、錳、鎳或鐵；

(2)將聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑、水、5wt.％的聚四氟乙烯懸濁液和無水乙醇按照1∶3∶2～7∶3～6的質(zhì)量比例混合調(diào)制成漿料，涂覆到經(jīng)憎水處理的碳紙或碳布上，自然晾干即可，聚吡咯修飾碳載過渡金屬氫氧化物催化劑與碳紙或碳布的質(zhì)量比為1∶10～100。