硼氢化钠燃料电池用正极极片及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池领域，具体而言，本发明涉及测氨化轴燃料电池用正极极片及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 压缩氨气被认为燃料电池应用在交通车辆领域切实可行的方法，但是由于低体积 能量密度，压缩氨气的方法不能应用于便携装置。此外，氨气的易爆炸性也把氨气燃料的安 全性蒙上了阴影。寻求安全的替代燃料便成为了燃料电池迫切需要解决的问题。替代燃料 应该能安全地运输储存；方便使用，易于获得；具有较大的比能量和比容量；在较负电位下 能够快速氧化等。使用液体燃料被认为是提高体积能量密度最有效的途径。
[0003] 燃料电池是通过电化学反应的方式将氧化剂和燃料的化学能直接转化为电能的 一种装置。燃料电池与普通电池的相同之处在于都有正极、负极、隔膜、电解质，放出的都是 直流电能。而不同之处在于普通电池的化学能储存在极板活性物质之中，放电过程中，极板 是发生变化的；燃料电池的活性物质(还原剂和氧化剂）胆存在电池外的胆罐中，而燃料电 池的电极本身不发生变化。在燃料电池放电时，燃料分子失去电子，转化成正粒子；氧化剂 分子得到电子，还原为负粒子。在电池内正粒子和负粒子则结合形成了放电产物分子。其 中，质子交换膜燃料电池（PEMFC)、磯酸燃料电池（PAFC)和碱性燃料电池（AFC)都需要馬 气作为燃料，同氨气的实际应用技术相比，储氨技术的发展相对较慢。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的 在于提出一种具有良好储氨性能的测氨化轴燃料电池用正极极片及其制备方法。
[0005] 根据本发明的一个方面，本发明提出了一种测氨化轴燃料电池用正极极片，包括： 泡沫媒基体；W及形成在所述泡沫媒基体上的储氨材料层，所述储氨材料层包含媒、钻、猛、 铅、铜、铅W及稀±金属的至少一种。由此该测氨化轴燃料电池用正极极片具有良好的抑制 析氨的能力。
[0006] 根据本发明的实施例，所述储氨材料层包含53~58wt%的媒、6. 5~8. 5wt%的钻、 3. 9~5. 5wt%的猛、1. 4~3wt%铅、31~33wt%的稀±金属和1~3wt%的铜或铅。
[0007] 根据本发明的实施例，上述测氨化轴燃料电池用正极极片还可W包括；贵金属层， 所述贵金属层形成在所述储氨材料层的表面，所述贵金属层包含Pd、Ag和Au的至少一种。
[0008] 根据本发明的另方面，本发明提出了一种测氨化轴燃料电池用正极极片的制备方 法，包括W下步骤：
[0009] 1)提供储氨材料粉末，所述储氨材料粉末包含媒、钻、猛、铅、铜、铅W及稀±金属 的至少一种；
[0010] 2)将所述储氨材料粉末溶解在有机溶剂中，W得到储金合金糊剂；
[0011] 3)将所述储氨合金糊剂涂覆在所述的泡沫媒基体表面W在所述泡沫媒基体表面 形成储氨材料层。
[0012] 4)将形成有所述储氨材料层的泡沫媒基体进行干燥处理和压片处理，W便得到所 述测氨化轴燃料电池用正极极片。
[0013] 由此利用上述方法制备得到的测氨化轴燃料电池用正极极片具有良好的抑制析 氨的能力。
[0014] 根据本发明的实施例，上述测氨化轴燃料电池用正极极片的制备方法还可W包括 W下步骤：
[0015] 根据本发明的实施例，5 )将所述测氨化轴燃料电池用正极极片浸溃在含有贵金属 离子的化学锻液中W对其表面进行化学锻处理，W便在所述测氨化轴燃料电池用正极极片 表面沉积贵金属层，所述化学锻液中包含Pd、Ag和Au的至少一种。
[0016] 根据本发明的实施例，所述化学锻液为PdCl2溶液、AgCl溶液或者氯金酸溶液，所 述化学锻液的浓度为3wt%~5wt%。
[0017] 根据本发明的实施例，上述方法采用的所述储氨材料粉末包含53~58wt%的媒、 6. 5~8. 5wt%的钻、3. 9~5. 5wt%的猛、1. 4~3wt%铅、31~33wt%的稀±金属和1~3wt〇/〇 的铜或铅。
[0018] 根据本发明的实施例，在所述步骤2)中，将所述储氨材料粉末与聚四氣己帰W及 駿甲基纤维素轴胶体进行混合，W得到所述储金合金糊剂，其中，W重量比计算，所述储氨 合金粉末、聚四氣己帰溶液和駿甲基纤维素轴胶体配比为（6. 5~9) ;1 ;1。
[0019] 根据本发明的实施例，在所述步骤4)中，形成有所述储氨材料层的泡沫媒基体在 真空下在55~70摄氏度下干燥2~3小时。
[0020] 根据本发明的再一方面，本发明提出了一种测氨化轴燃料电池，包括；正极、负极、 W及存在于所述正极和负极之间的测氨化轴电解液；其中，所述正极由前面所述的测氨化 轴燃料电池用正极极片形成。
[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0022] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0023] 图1是根据本发明一个实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片的制备方法流程 图。
[0024] 图2是根据本发明一个实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片的制备方法流程 图。
[00巧]图3-1是根据本发明一个实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片在-0. 5V电位下 的计时电流曲线图。
[0026] 图3-2是根据本发明一个实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片在-0. 5V电位下 的计时电流曲线图。
[0027] 图4是根据本发明一个实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片的扫描电镜的能 谱分析（EDS)面扫描的扫描图。
【具体实施方式】
[0028] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029] 下面详细描述本发明实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片。
[0030] 在一些实施例中，测氨化轴燃料电池用正极极片包括；泡沫媒基体；W及形成在 泡沫媒基体上的储氨材料层，储氨材料层包含媒、钻、猛、铅、铜、铅W及稀±金属的至少一 种。由此可W进一步提高测氨化轴燃料电池用正极极片的储氨能力。
[0031] 根据本发明的具体实施例，储氨材料层的组成成分并不受特别限制，根据本发明 的具体示例，储氨材料层可W包含53~58wt%的媒、6. 5~8. 5wt%的钻、3. 9~5. 5wt%的 猛、1. 4~3wt%铅、31~33wt%的稀±金属和1~3wt%的铜或铅。优选储氨材料层包含 56~58wt%的媒、6. 5~7. Owt%的钻。由此可W使该测氨化轴燃料电池选用的正极极片具 有更好的电化学能力，W便进一步提高该正极极片的性能。
[0032] Co元素在合金中起着杂化的作用，可W减小氨气在合金中的移动阻力，但是由于 Co的价格比较高，在应用中还需要考虑性价比，因而根据本发明上述实施例的测氨化轴燃 料电池用正极极片中的储氨材料层中含有5~10wt%Co。由此可W进一步提高储氨性能。
[0033] Mn元素会降低储氨合金的平衡氨压，使合金的晶胞体积增大，并可W提高容量。因 此将Mn与Co、Al的同时加入，会同时降低合金的粉化。由此可W进一步提高测氨化轴燃料 电池用正极极片的抑制析氨能力。
[0034] A1元素会在合金的表面形成致密的Al2〇3薄膜，可提高电极的循环寿命及稳定性， 并阻止合金内部被进一步的氧化。但同时A1的含量也不宜过多，过多的铅会导致合金的 储氨容量有所降低，使得合金表面的氧化膜更加致密，进而阻碍合金中氨的扩散，电极电阻 增加，导致电极放电电压下降、过电位增大、快速放电的能力显著下降。因此，当铅含量在 1. 4~3. 0范围内可W更好地防止电极氧化和提高快速放电能力，进而显著提高测氨化轴 燃料电池用正极极片的抑制析氨能力。
[00巧]根据本发明的实施例，上述测氨化轴燃料电池用正极极片还可W包括；贵金属层， 该贵金属层形成在储氨材料层的表面，贵金属层包含PcUAg或者Au的至少一种。表面电化 学锻及电锻贵金属处理的目的在于增加合金的抗氧化、导电性、抗粉化能力。由此在储氨材 料层的表面增加了贵金属层可W进一步提高测氨化轴燃料电池用正极极片的储氨能力。
[0036] 根据本发明的另方面，本发明还提出了一种测氨化轴燃料电池用正极极片的制备 方法，下面参考图1-2详细描述本发明实施例的测氨化轴燃料电池用正极极片的制备方 法。
[0037] 根据本发明的具体实施例，如图1所示，测氨化轴燃料电池用正极极片的制备方 法包括W下步骤：
[0038] S100 ;提供储氨材料粉末
[0039] 在一些实施例中，储氨材料粉末可W包含媒、钻、猛、铅、铜、铅W及稀±金属的至 少一种。由此利用该储氨材料粉末制备测氨化轴燃料电池用正极极片可W提高制备得到的 电极的抑制析氨能力。根据本发明的具体实施例，上述方法采用的储氨材料粉末包含53~ 58wt%的媒、6. 5~8. 5wt%的钻、3. 9~5. 5wt%的猛、1. 4~3wt%铅、31~33wt%的稀±金 属和1~3wt%的铜或铅。由此上述储氨材料粉末活化容易，可W进一步提高采用该组分和 含量配比的储氨材料粉末制备测氨化轴燃料电池用正极极片高倍率放电性能、电催化活性 等。