[發明專利]適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層

在審

• 申請號: 202210433140.2
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114695905A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 左雨欣;于影;左春檉;鐘美鵬;馮君艷;于志恒
• 申請（專利權）人: 嘉興南湖學院
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86;H01M12/06
• 代理公司: 北京翔甌知識產權代理有限公司 11480
• 代理人: 謝新元

1.一種適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：其包括以下步驟：

1）制備內層墨水，所述內層墨水為催化活性材料墨水；

2）制備外層墨水，所述外層墨水為導電凝膠墨水；

3）設計功能性網格圖樣；

4）選擇具有同軸噴頭的電流體打印設備，并采用步驟1）和步驟2）中制備的內層墨水及外層墨水，根據步驟3）中設計的功能性網格圖樣，通過同軸打印，形成多孔導電凝膠包覆催化活性材料的網格圖案催化層。

2.根據權利要求1所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述網格圖案催化層包括若干條外層為多孔導電凝膠，內層為催化活性材料的管狀打印體，且各個管狀打印體按照功能性網格圖樣分布，且各個管狀打印體的交點上下交錯設置，形成編織狀結構。

3.根據權利要求1所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述內層墨水采用催化劑的納米水分散液或醇分散液。

4.根據權利要求1所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述外層墨水包括

光敏聚合物10~20；

光引發劑0.3~2；

有機溶劑50~70；

導電碳材料10~30。

5.根據權利要求1所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述外層墨水包括

聚合物單體15~20；

交聯劑0.2~1.5；

穩定劑5~12；

催化聚合反應的催化劑18~25；

導電碳材料6~10；

有機溶劑50~70。

6.根據權利要求1或4或5所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述外層墨水還添加有致孔劑。

7.根據權利要求6所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述致孔劑為環己醇或十二烷醇。

8.根據權利要求1或2或3或4或5所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：所述外層墨水未添加致孔劑，則在打印完成之后，進行冷凍干燥獲得多孔碳基凝膠。

9.根據權利要求4所述的適用于金屬空氣電池的高性能空氣陰極催化層，其特征在于：步驟4）在同軸打印過程中全程處于光照條件下。