[發明專利]一種碳復合物催化電極的制備方法和鋁空氣電池裝置

有效

• 申請號: 202110769837.2
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113644282B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 肖作安;溫濤;王智杰;喻卓陽;陳銘;余洪洋;王子恒;占丹;戴高鵬;蔡爽
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M4/96;H01M12/06
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 關向蘭

本發明公開一種碳復合物催化電極的制備方法和鋁空氣電池裝置，包括以下步驟：將蓮蓬殼洗滌、干燥、粉粹，過篩，得蓮蓬殼粉體；將所述蓮蓬殼粉體與高錳酸鉀溶液和硫酸亞錳溶液混合，于140～160℃水熱反應11～13h，將所得產物離心過濾、干燥，在惰性氣體氛圍下加熱到400?600℃，保溫1?3h，得到Mn_0.98O₂/C粉體；將所述Mn_0.98O₂/C粉體與乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，使用無水乙醇做分散劑，研磨得混合物；將所述混合物涂敷在泡沫鎳上，然后真空干燥后得到碳復合物催化電極。本發明方法簡單，操作方便，且本發明提供的鋁空氣電池裝置，方便了電池的組裝和拆卸，且鋁電極腐蝕速率較低且電池效率較高。

技術領域

本發明涉及電池技術領域技術領域，特別涉及一種碳復合物催化電極的制備方法和鋁空氣電池裝置。

背景技術

隨著人類社會的高速發展，人們對能源的需求越來越大，隨著現有石油資源的大量開采，石油資源的價格將不斷上漲，這迫使人類需要找到合適的替代能源，在選擇能源時，會優先考慮資源豐富、價格低廉，對環境友好的能源。鋁是地殼中含量最多的金屬元素，具有來源廣、無毒性、存放穩定等優點，自20世紀40年代起受到人們的關注，在多個領域有所利用，尤其是電池領域。雖然鋁空氣電池具有能量密度大、質量輕、材料來源豐富、無污染、可靠性高、壽命長、使用安全等優點，但也存在著一些制約其發展的關鍵問題，如：鋁易腐蝕，鋁表面的氧化層使得鋁的活性受到抑制，輸出功率密度低等，因此提供一種鋁電極不易自腐蝕，且電池效率高的電池，成了本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種碳復合物催化電極的制備方法和鋁空氣電池裝置，旨在提供一種原料易得、制備工藝簡單、有豐富的孔結構，且具有高催化活性的電極制備方法。

為實現上述目的，本發明提出一種碳復合物催化電極的制備方法，包括以下步驟：

將蓮蓬殼洗滌、干燥、粉粹，過篩，得蓮蓬殼粉體；

將所述蓮蓬殼粉體與高錳酸鉀溶液和硫酸亞錳溶液混合，于140～160℃水熱反應11～13h，將所得產物離心過濾、干燥，在惰性氣體氛圍下加熱到400-600℃，保溫1-3h，得到Mn_0.98O₂/C粉體；

將所述Mn_0.98O₂/C粉體與乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，使用無水乙醇做分散劑，研磨得混合物；

將所述混合物涂敷在泡沫鎳上，然后真空干燥后得到碳復合物催化電極。

可選地，將所述蓮蓬殼粉體與高錳酸鉀溶液和硫酸亞錳溶液混合，于140～160℃水熱反應11～13h，將所得產物離心過濾、干燥，所述干燥的干燥溫度為75～85℃，干燥時間為11～13h。

可選地，將所述蓮蓬殼粉體與高錳酸鉀溶液和硫酸亞錳溶液混合，140～160℃水熱反應11～13h，然后過濾干燥的步驟中，

所述蓮蓬殼粉體與所述高錳酸鉀溶液和所述硫酸亞錳溶液的固液比為1.2g：(30～50)ml：(30～50)ml。

可選地，所述高錳酸鉀溶液的濃度為0.04～0.06mol/L，所述硫酸亞錳溶液的濃度為0.07～0.08mol/L。

可選地，將所述Mn_0.98O₂/C粉體與乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，使用無水乙醇做分散劑，研磨得混合物的步驟中，所述Mn_0.98O₂/C粉體、乙炔黑、聚偏氟乙烯的質量比為17：(2～4)：(1～3)。

可選地，所述Mn_0.98O₂/C粉體、乙炔黑以及聚偏氟乙烯的總質量與所述無水乙醇的體積比為1g：(0.1～0.3)ml。