专利名称：新型空气电极及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锌空气电池的电极，尤其涉及一种新型空气电极及其制备方法。
背景技术：
锌空气电池具有比能量高、工作电压平稳、原材料廉价易得等优点，广泛应用于航标灯、无人观测站、军事设备、电力车辆、移动通讯设备等领域。锌空气电池是以电极电位较负的金属锌作负极，以空气中的氧作正极活性物质，电解液一般采用碱性电解质水溶液。空气电极在整个锌空气电池系统中起着关键作用。而空气电极性能受着制备工艺、防水透气层性能、催化剂制备与性能和集流体等多种因素的影响。空气电极主要分为催化层、集流体、气体扩散层、防水透气层，目前空气电极的制备工艺一般为将催化层、气体扩散层、防水透气层分别辊压成膜后，再按照一定次序将各层薄膜和集流体排列好，通过双辊机辊压成空气电极。此种空气电极在适用过程中容易分层，破坏三相界面的形成，从而影响空气的进入，缩短使用寿命
发明内容
·本发明的目的是提供一种极限扩散电流密度高、电导率高、化学稳定性好、电流分布均匀、工作寿命长的新型空气电极及其制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的新型空气电极，包括防水透气层和催化层，所述防水透气层与催化层设有集流体。本发明的上述的新型空气电极的制备方法，包括步骤首先，将催化层原材料用乙醇超声分散均匀，加入5% 35%的聚四氟乙烯乳液，搅拌成浆状；然后，将防水透气层放在最下层，将集流体放中间，将浆状的催化层原材料均匀涂覆在集流体上，热合压制成型。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的新型空气电极，由于包括防水透气层和催化层，所述防水透气层与催化层设有集流体，经热合压制成型。具有极限扩散电流密度高、电导率高、化学稳定性好、电流分布均匀、工作寿命长等特点。
图I为本发明实施例提供的新型空气电极的结构示意图。
具体实施例方式下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明的新型空气电极，其较佳的具体实施方式
是包括防水透气层和催化层，所述防水透气层与催化层设有集流体。
所述的集流体由以下任一种或多种材料制成泡沫镍、镍网、镀银铜网、不锈钢网、泡沫铜。所述的防水透气层采用聚四氟乙烯薄膜，或者由乙炔黑、活性炭、石墨、聚四氟乙烯、乙醇混合后经辊压成防水透气膜。所述的催化层原材料包括导电剂和催化剂，所述导电剂为碳材料，所述催化剂包括以下任一种或多种材料MnSO4, Mn (NO3) 2、KMnO4、CoSO4' Co (NO3) 2、CoCl2' NiSO4' Ni (NO3) 2、NiCl2、聚四氟乙烯。本发明的上述的新型空气电极的制备方法，其较佳的具体实施方式
包括步骤
首先，将催化层原材料用乙醇超声分散均匀，加入5% 35%的聚四氟乙烯乳液，搅拌成浆状；然后，将防水透气层放在最下层，将集流体放中间，将浆状的催化层原材料均匀涂覆在集流体上，热合压制成型。所述热合压制的温度为80-200°C，压力为20— 150bar。本发明的新型空气电极，具有极限扩散电流密度高、电导率高、化学稳定性好、电流分布均匀、工作寿命长等特点。具体实施例如图I所示，本发明热合工艺法制作的锌空气电池用的新型空气电极包括一防水透气层I和一催化层2，中间放置有一集流体3，三者采用热合工艺方法一体成型。所述的集流体可采用不同材料，如泡沫镍、镍网、镀银铜网、不锈钢网和泡沫铜
坐寸o所述的防水透气层可采用聚四氟乙烯薄膜或者由乙炔黑、活性炭、石墨、聚四氟乙烯、乙醇部分或全部混合后经辊压成防水透气膜。所述的催化层原材料由碳材料、MnSO4,Mn(NO3)2, KMnO4, CoSO4, Co (NO3)2, CoCl2,NiSO4, Ni (NO3)2, NiCl2和聚四氟乙烯部分或全部原材料混合制成。所述空气电极热合工艺制作过程如下所述的催化层原材料用乙醇超声分散均匀，加入5% 35%的聚四氟乙烯乳液，搅拌成浆状。然后将防水透气层放在最下层，采用镀银铜网或泡沫镍作集流体放中间，将浆状的催化料涂覆均匀涂覆在集流体上，热合压制成型。热合的温度为80— 200°C，压力保持在 20—150bar。本发明锌空气电池空气电极制作工艺简单，结构合理，可用于多种用途的锌空气电池上,具有重要的经济和社会效益。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种新型空气电极，其特征在于，包括防水透气层和催化层，所述防水透气层与催化层设有集流体。
2.根据权利要求I所述的新型空气电极，其特征在于，所述的集流体由以下任一种或多种材料制成泡沫镍、镍网、镀银铜网、不锈钢网、泡沫铜。
3.根据权利要求I所述的新型空气电极，其特征在于，所述的防水透气层采用聚四氟乙烯薄膜，或者由乙炔黑、活性炭、石墨、聚四氟乙烯、乙醇混合后经辊压成防水透气膜。
4.根据权利要求I所述的新型空气电极，其特征在于，所述的催化层原材料包括导电剂和催化剂，所述导电剂为碳材料，所述催化剂包括以下任一种或多种材料MnS04、Mn (NO3) 2> KMnO4、CoSO4、Co (NO3) 2、CoCl2、NiSO4、Ni (NO3) 2、NiCl2、聚四氟乙烯。
5.一种权利要求I至4任一项所述的新型空气电极的制备方法，其特征在于，包括步骤 首先，将催化层原材料用乙醇超声分散均匀，加入5 % 35 %的聚四氟乙烯乳液，搅拌成浆状； 然后，将防水透气层放在最下层，将集流体放中间，将浆状的催化层原材料均匀涂覆在集流体上，热合压制成型。
6.根据权利要求5所述的新型空气电极的制备方法，其特征在于，所述热合压制的温度为 8O — 200°C，压力为 2O — I5Obar0
全文摘要
本发明公开了一种新型空气电极及其制备方法，包括防水透气层和催化层，防水透气层与催化层设有集流体，经热合压制成型。具有极限扩散电流密度高、电导率高、化学稳定性好、电流分布均匀、工作寿命长等特点。
文档编号H01M4/90GK102709572SQ20121022927
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者刘丹宪, 杨维谦 申请人:北京中航长力能源科技有限公司