[發明專利]一種空氣電池用電極結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201810773920.5
• 申請日: 2018-07-15
• 公開（公告）號: CN108963271A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 周盈吉;周裕洪;余正容
• 申請（專利權）人: 四川康成博特機械制造有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M12/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種空氣電池用電極結構，其特征在于，包括：

第一泡沫金屬層、氧析出催化反應層以及第二泡沫金屬層；所述第一泡沫金屬層以及所述第二泡沫金屬層各自表面均設置有惰性金屬層；所述第一泡沫金屬層包含的惰性金屬層的外部設置有第一金屬銀層；

所述第一泡沫金屬層、氧析出催化反應層以及第二泡沫金屬層由上至下依次設置，并在一定壓力下采用壓制工藝形成一體式片狀結構。

2.根據權利要求1所述的空氣電池用電極結構，其特征在于，所述第一泡沫金屬層以及所述第二泡沫金屬層分別包括第一泡沫金屬主體以及第二泡沫金屬主體；所述惰性金屬層為金屬鎳層。

3.根據權利要求2所述的空氣電池用電極結構，其特征在于，所述第一泡沫金屬主體以及所述第二泡沫金屬主體的材質為泡沫鎳、泡沫銅、泡沫鋁中的任意一種。

4.根據權利要求3所述的空氣電池用電極結構，其特征在于，所述第一泡沫金屬主體以及所述第二泡沫金屬主體的材質均為泡沫鎳，所述第一金屬銀層采用鍍銀工藝設置于所述第一泡沫金屬主體外部。

5.根據權利要求3所述的空氣電池用電極結構，其特征在于，所述第一泡沫金屬主體以及所述第二泡沫金屬主體的材質均為泡沫銅或泡沫鋁，所述金屬鎳層采用鍍鎳工藝設置于第一泡沫金屬主體以及所述第二泡沫金屬主體外部；所述第二泡沫金屬主體的金屬鎳層的外部采用鍍銀工藝設置有第二金屬銀層。

6.根據權利要求1所述的空氣電池用電極結構，其特征在于，還包括依次設置于所述氧析出催化反應層與所述第二泡沫金屬層之間的第三泡沫金屬層以及氧還原活性反應層；所述第三泡沫金屬層外部具有金屬鎳層；所述第三泡沫金屬層的金屬鎳層的外部采用鍍銀工藝設置有第三金屬銀層；

所述第一泡沫金屬層、氧析出催化反應層、第三泡沫金屬層、氧還原活性反應層以及第二泡沫金屬層由上至下依次設置，并在一定壓力下采用壓制工藝形成一體式片狀結構。

7.一種權利要求1至6任一項所述空氣電池用電極結構的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

將第一泡沫金屬層、氧析出催化反應層以及第二泡沫金屬層由上至下依次設置后采用輥壓工藝進行第一次壓制；

第一次壓制完成后在30～50噸的壓力下進行第二次壓制，所述第二次壓制的時間為3～6分鐘；

第二次壓制完成后在80℃下真空干燥后，真空干燥后在260～350℃區間內干燥燒結60～120分鐘，既得所述空氣電池用電極結構。

8.根據權利要求7所述的空氣電池用電極結構的制備方法，其特征在于，所述氧析出催化反應層的制備方法包括：按如下重量份取各原料：

活性碳納米材料10～20份、鋰10～15份、20～40份錳、5～9份鑭、10～20份鐵、3～5份銀混合經超聲攪拌2.0～3.0小時后加入總重量比12～12％的草酸銨進行絡合反應；

絡合反應后在75～85℃水浴中反應11～13小時，移至真空干燥箱中在95～106℃下干燥22～26小時；

干燥后經380～410度高溫燒結，冷卻后磨研成360～450目的第一粉末；

向所述第一粉末中依次加入其質量5～8％的聚乙二醇、20～25％的聚四氧乙烯、5～10％的導電碳黑后混合均，混合均勻后加入所述粉末質量2～3％的碳納米溶膠液，經超聲攪拌在75～85℃水浴中干燥至團狀物，碾壓成1～1.5毫米厚的薄片即得所述氧析出催化反應層。

9.根據權利要求7所述的空氣電池用電極結構的制備方法，其特征在于，將第一泡沫金屬層、氧析出催化反應層、第三泡沫金屬層、氧還原活性反應層以及第二泡沫金屬層由上至下依次設置后采用輥壓工藝進行第一次壓制。

10.根據權利要求9所述的空氣電池用電極結構的制備方法，其特征在于，所述氧還原活性反應層的制備方法包括：按如下重量份取各原料：

碳納米材料20～25份、去離子水300份、鑭10～15份、鈷30～50份、鍶3～5份、鋰20～30份、草酸銨1～20份混合充分溶解，將溶解后的原料超聲攪拌6小時后在70～100℃水浴中干燥成團；

將所述干燥成團的原料經390～420℃高溫燒結3.5～4.5小時，降至室溫后研磨成～400目的第二粉末；

向所述第二粉末中依次加入其質量5～10％的聚乙二醇、20～30％的聚四氟乙烯后，加入所述第二粉末重量3～6倍的碳納米溶膠液超聲攪拌，攪拌均勻后在95～105℃水浴中干燥成團狀物后，碾壓成1～1.5毫米厚的薄片即得所述氧還原活性反應層。