[發明專利]一種鎂金屬空氣電池正極催化劑及其連續涂覆制備方法

在審

• 申請號: 202011591671.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112687887A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉慧;余琨;余鵬;宋覺敏
• 申請（專利權）人: 長沙迅洋新材料科技有限公司;湖南匯動新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M12/06;H01M12/08
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 叢詩洋

1.一種鎂金屬空氣電池正極催化漿料，其特征在于，所述催化漿料由質量百分含量配比為20～50％的催化材料和50～80％的溶劑水組成，所述催化材料原料組成及質量百分含量為：導電材料20～70％，活性物質20～75％，粘結劑5～50％；

所述導電材料為石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、碳納米管和碳纖維中的一種或幾種；

所述活性物質為錳基氧化物、銀及銀基化合物和鈣鈦礦化合物中的一種或幾種；

所述粘結劑為聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素、丁苯橡膠乳液、聚丙烯酸、聚丙烯腈、羥丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、聚酰亞胺和海藻酸鹽中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的鎂金屬空氣電池正極催化漿料，其特征在于，所述導電材料和活性物質的粒徑為1μm～100μm，純度不低于99％。

3.根據權利要求1所述的鎂金屬空氣電池正極催化漿料，其特征在于，所述催化漿料粘度為5000mPa·s～20000mPa·s。

4.一種鎂金屬空氣電池正極催化漿料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1:將導電材料、活性物質和粘結劑在三維混料機中混合30～120min，獲得混合物料；

S2:向所述混合物料加入溶劑水，攪拌均勻至漿料粘度為5000mPa·s～20000mPa·s；

S3:將所述漿料進行攪拌并抽真空處理獲得鎂金屬空氣電池正極催化漿料。

5.根據權利要求4所述的鎂金屬空氣電池正極催化漿料的制備方法，其特征在于，所述S2中攪拌過程具體為：攪拌速度為200～3000轉/min，攪拌時間為30～300min。

6.根據權利要求4所述的鎂金屬空氣電池正極催化漿料的制備方法，其特征在于，所述S3中攪拌并抽真空處理具體為：

將所述漿料置于行星式攪拌機中攪拌并抽真空，自轉速度速為20～80轉/min，公轉速度為200～1500轉/min，抽至真空度-0.08～-0.1MPa，攪拌時間60～180min。

7.一種鎂金屬空氣電池正極催化劑，其特征在于，所述正極催化劑包催化漿料和集流體材料；所述催化漿料為權利要求1-3任一項所述的催化漿料或權利要求4-6任一項所述制備方法制備得到的催化漿料；所述催化漿料通過半連續或連續涂覆方法涂覆至成卷的所述集流體材料表面，涂覆厚度為0.1-3mm；

其中，所述集流體材料為不同孔隙率的銅網、鍍錫銅網、鍍鎳銅網、多孔鎳網、鍍鎳沖孔鋼帶和碳纖維多孔織物中的任意一種。

8.根據權利要求7所述的鎂金屬空氣電池正極催化劑，所述集流體材料厚度控制在0.05mm～1mm之間。

9.一種鎂金屬空氣電池正極催化劑連續涂覆制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1:將權利要求1-2任一項所述的催化漿料或權利要求3-5任一項所述制備方法制備得到的催化漿料通過半連續或連續涂覆方法涂覆至成卷的所述集流體材料表面，涂覆厚度為0.1～3mm，待所述催化漿料與集流體材料粘結后在50℃～200℃下干燥10min～300min；

S2:將干燥后的涂覆好催化漿料的集流體材料進行真空熱處理固化，所述真空熱處理固化中加熱溫度為120～400℃，加熱固化時間為10～120min；

S3:將真空熱處理固化后的集流體材料放在光滑的對輥之間連續碾壓，碾壓完成后獲得鎂金屬空氣電池正極催化劑。

10.根據權利要求9所述的鎂金屬空氣電池正極催化劑連續涂覆制備方法，其特征在于，所述步驟S3中碾壓的變形量控制在10％～50％。