[發明專利]空氣電池空氣電極及其制備方法、空氣電池和電動裝置

在審

• 申請號: 202010048936.7
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111180748A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 胡銘昌;薛建軍;周雪晴;陳瑋
• 申請（專利權）人: 廣州鵬輝能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86;H01M12/06
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉建榮

本發明提供了一種空氣電池空氣電極及其制備方法、空氣電池和電動裝置，涉及空氣電池技術領域。該制備方法包括采用第一輥輪和第二輥輪將觸媒集流體一體化層與防水透氣層進行輥壓的步驟，其中，第一輥輪為不銹鋼輥輪或合金輥輪，其設置于觸媒集流體一體化層遠離防水透氣層的一側，第二輥輪為表面包有彈性樹脂層的不銹鋼輥輪或表面包有彈性樹脂層的合金輥輪，其設置于防水透氣層遠離觸媒集流體一體化層的一側，通過對輥輪材質和輥壓位置的限定，可使得第一輥輪和第二輥輪之間形成適宜的輥間壓力，從而使得觸媒集流體一體化層與防水透氣層之間達到良好的密著程度，進而使得空氣電極具有良好的放電性能。本發明提供了一種空氣電池空氣電極。

技術領域

本發明屬于空氣電池技術領域，具體涉及一種空氣電池空氣電極及其制備方法、空氣電池和電動裝置。

背景技術

作為化學電池的一員，空氣電池從構造上來說與普通干電池是很相似的，其與普通電池不同的是，空氣電池的氧化劑來源就是空氣中的氧氣。以空氣電池中的扣式鋅空氣電池為例，對鋅空氣電池的結構進行說明，具體如圖1所示。該扣式鋅空氣電池包括負極蓋1，負極反應物鋅漿2，具備良好壓縮性能的密封圈3，正極殼4和將正極與負極阻隔開來的隔膜5。正極殼4的底部由凹槽12和一個圓環狀平臺13構成，凹槽12上有用于進入空氣的氣孔10，緊挨著正極殼底部凹槽12的是用于分布空氣的擴散紙9。其中，集流體層6，觸媒層7和防水透氣層8構成了空氣電池空氣電極11。電池反應所需的氧氣通過氣孔10進入經過擴散紙9被均勻分布，然后通過防水透氣層8與觸媒層7接觸反應。

現有的空氣電極制備方法如下：觸媒層7與集流體層6輥壓到一起形成觸媒集流體一體化層，觸媒集流體一體化層再與防水透氣層8輥壓在一起即得到空氣電池空氣電極11。現有的防水透氣層8與觸媒集流體一體化層通常采用一對不銹鋼輥壓著在一起，所形成空氣電極的結構簡圖如圖2 所示。但是現有的空氣電池空氣電極制備方法存在一些問題：

(1)由于觸媒層的密度或厚度不均勻，防水層的厚度不均勻導致觸媒集流體一體化層與防水透氣層密著不夠均勻，密著程度低時通過觸媒層的電解液會積存在觸媒集流體一體化層與防水透氣層之間妨礙氧氣的擴散，進而導致放電不良；

(2)通過一對不銹鋼輥將觸媒集流體一體化層與防水透氣層壓合密著在一起時，輥間壓力過大時，透氣度過低氧氣進入不足會導致正極反應物不足進而產生放電不良；輥間壓力過小時，觸媒集流體一體化層與防水透氣層密著度不夠，觸媒集流體一體化層與防水透氣層之間剝離強度太低，存儲過程中電解液容易通過觸媒層來到觸媒集流體一體化層與防水透氣層之間妨礙氧氣擴散導致放電不良。

有鑒于此，特提出本發明以解決上述技術問題中的至少一個。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種空氣電池空氣電極的制備方法，通過對輥輪材質、輥壓位置以及第二輥輪表面彈性樹脂層厚度的限定，可使得第一輥輪和第二輥輪之間形成適宜的輥間壓力，從而使得觸媒集流體一體化層與防水透氣層之間達到良好的密著程度。

本發明的第二目的在于提供一種空氣電池空氣電極，采用上述制備方法制得。

本發明的第三目的在于提供一種空氣電池，包含上述空氣電池空氣電極。

本發明的第四目的在于提供一種電動裝置，包含上述空氣電池。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種空氣電池空氣電極的制備方法，包括以下步驟：

將觸媒集流體一體化層與防水透氣層進行輥壓，得到空氣電池空氣電極；

其中，輥壓時采用第一輥輪和第二輥輪，第一輥輪為不銹鋼輥輪或合金輥輪，其設置于觸媒集流體一體化層遠離防水透氣層的一側，第二輥輪為表面包有彈性樹脂層的不銹鋼輥輪或表面包有彈性樹脂層的合金輥輪，第二輥輪中的彈性樹脂層的厚度為2-5mm，第二輥輪設置于防水透氣層遠離觸媒集流體一體化層的一側。