[發明專利]鋁-空氣電池用碳負載δ-MnO2

在審

• 申請號: 202110026719.2
• 申請日: 2021-01-09
• 公開（公告）號: CN112768713A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 李福軍;呂清良;朱卓
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/88;H01M12/08;B82Y40/00
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

1.一種鋁-空氣電池用碳負載δ-MnO₂催化劑的制備方法，其特征在于利用共沉淀法原位合成碳負載的δ-MnO₂催化劑δ-MnO₂/C，具體步驟如下：

(1)將高錳酸鉀溶解于去離子水中，配制成高錳酸鉀溶液；

(2)將錳源與碳源混合分散在去離子水中，攪拌均勻，配制成錳源與碳源的混合溶液；

(3)將步驟(2)所得到的錳源與碳源的混合溶液在磁力攪拌作用下緩慢倒入步驟(1)的高錳酸鉀溶液中，繼續攪拌，得到黑色懸濁液；

(4)將步驟(3)得到的懸濁液進行過濾洗滌，真空干燥，得到碳負載δ-MnO₂催化劑δ-MnO₂/C。

2.根據權利要求1所述的鋁-空氣電池用碳負載δ-MnO₂催化劑的制備方法，其特征是所述的步驟(1)中配制的高錳酸鉀溶液的濃度是10mmol L^-1。

3.根據權利要求1所述的鋁-空氣電池用碳負載δ-MnO₂催化劑的制備方法，其特征是所述的步驟(2)中錳源為乙酸錳、硫酸錳或氯化錳中的一種，其濃度為15mmol L^-1，碳源為Super P、活性炭或乙炔黑中的一種，其質量分數為60wt％～80wt％，攪拌時間為1～2小時。

4.根據權利要求1所述的鋁-空氣電池用碳負載δ-MnO₂催化劑的制備方法，其特征是所述的步驟(4)中，洗滌用清洗劑為去離子水與乙醇，干燥條件為60～80℃加熱10～12小時。

5.一種鋁-空氣電池空氣電極的制備方法，其特征是將權利要求1至4任一項所述方法制備的碳負載的δ-MnO₂催化劑δ-MnO₂/C與聚四氟乙烯粘結劑混合壓成催化層，將制備好的催化層與集流體壓制得到空氣電極；制備步驟如下：

第1步、將權利要求1至4任一項所述方法制備的δ-MnO₂/C催化劑和聚四氟乙烯分散在乙醇中，均勻混合成團狀物；

第2步、將第1步中的團狀物搟制成膜即為催化層，然后與集流體壓制在一起，放置在干燥箱中，60～80℃加熱1～2小時，即得到空氣電極。

6.根據權利要求5所述的鋁-空氣電池空氣電極的制備方法，其特征是，所述δ-MnO₂/C催化劑在團狀物中的質量分數為60wt％～80wt％；聚四氟乙烯在團狀物中的質量分數為20wt％～40wt％。

7.根據權利要求5或6所述的鋁-空氣電池空氣電極的制備方法，其特征是所述的集流體為碳布或泡沫鎳。