[發明專利]新型空氣電極及其制備方法

無效

• 申請號: 201210229271.5
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102709572A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 劉丹憲;楊維謙
• 申請（專利權）人: 北京中航長力能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種鋅空氣電池的電極，尤其涉及一種新型空氣電極及其制備方法。

背景技術

鋅空氣電池具有比能量高、工作電壓平穩、原材料廉價易得等優點，廣泛應用于航標燈、無人觀測站、軍事設備、電力車輛、移動通訊設備等領域。鋅空氣電池是以電極電位較負的金屬鋅作負極，以空氣中的氧作正極活性物質，電解液一般采用堿性電解質水溶液。空氣電極在整個鋅空氣電池系統中起著關鍵作用。而空氣電極性能受著制備工藝、防水透氣層性能、催化劑制備與性能和集流體等多種因素的影響。空氣電極主要分為催化層、集流體、氣體擴散層、防水透氣層，目前空氣電極的制備工藝一般為將催化層、氣體擴散層、防水透氣層分別輥壓成膜后，再按照一定次序將各層薄膜和集流體排列好，通過雙輥機輥壓成空氣電極。此種空氣電極在適用過程中容易分層，破壞三相界面的形成，從而影響空氣的進入，縮短使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種極限擴散電流密度高、電導率高、化學穩定性好、電流分布均勻、工作壽命長的新型空氣電極及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的新型空氣電極，包括防水透氣層和催化層，所述防水透氣層與催化層設有集流體。

本發明的上述的新型空氣電極的制備方法，包括步驟：

首先，將催化層原材料用乙醇超聲分散均勻，加入5％～35％的聚四氟乙烯乳液，攪拌成漿狀；

然后，將防水透氣層放在最下層，將集流體放中間，將漿狀的催化層原材料均勻涂覆在集流體上，熱合壓制成型。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的新型空氣電極，由于包括防水透氣層和催化層，所述防水透氣層與催化層設有集流體，經熱合壓制成型。具有極限擴散電流密度高、電導率高、化學穩定性好、電流分布均勻、工作壽命長等特點。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的新型空氣電極的結構示意圖。

具體實施方式

下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。

本發明的新型空氣電極，其較佳的具體實施方式是：

包括防水透氣層和催化層，所述防水透氣層與催化層設有集流體。

所述的集流體由以下任一種或多種材料制成：泡沫鎳、鎳網、鍍銀銅網、不銹鋼網、泡沫銅。

所述的防水透氣層采用聚四氟乙烯薄膜，或者由乙炔黑、活性炭、石墨、聚四氟乙烯、乙醇混合后經輥壓成防水透氣膜。

所述的催化層原材料包括導電劑和催化劑，所述導電劑為碳材料，所述催化劑包括以下任一種或多種材料：MnSO₄、Mn(NO₃)₂、KMnO₄、CoSO₄、Co(NO₃)₂、CoCl₂、NiSO₄、Ni(NO₃)₂、NiCl₂、聚四氟乙烯。

本發明的上述的新型空氣電極的制備方法，其較佳的具體實施方式包括步驟：

首先，將催化層原材料用乙醇超聲分散均勻，加入5％～35％的聚四氟乙烯乳液，攪拌成漿狀；

然后，將防水透氣層放在最下層，將集流體放中間，將漿狀的催化層原材料均勻涂覆在集流體上，熱合壓制成型。

所述熱合壓制的溫度為80-200℃，壓力為20—150bar。

本發明的新型空氣電極，具有極限擴散電流密度高、電導率高、化學穩定性好、電流分布均勻、工作壽命長等特點。

具體實施例：

如圖1所示，本發明熱合工藝法制作的鋅空氣電池用的新型空氣電極包括一防水透氣層1和一催化層2，中間放置有一集流體3，三者采用熱合工藝方法一體成型。

所述的集流體可采用不同材料，如：泡沫鎳、鎳網、鍍銀銅網、不銹鋼網和泡沫銅等。

所述的防水透氣層可采用聚四氟乙烯薄膜或者由乙炔黑、活性炭、石墨、聚四氟乙烯、乙醇部分或全部混合后經輥壓成防水透氣膜。