CN104716331B - 一种锌空气电池用空气阴极 - Google Patents

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Abstract

一种锌空气电池用空气阴极，包括依次层状叠合的第一电极和第二电极；所述第一电极由疏水透气层、第一集流体、第一催化层组成；所述第二电极由第二集流体和第二催化层组成。与现有技术相比，本发明所述锌空气电池用空气阴极采用第一和第二两层集流体的结构，可以显著提高集流作用，同时有利于形成一定的孔隙结构，可增大三相界面面积便于氧气的扩散，提高空气电极的放电性能。

Description

一种锌空气电池用空气阴极
技术领域
本发明涉及锌空气电池领域，尤其涉及锌空气电池用空气阴极。
背景技术
锌空气电池是一种以锌作为阳极，空气电极作为阴极，碱性KOH溶液作为电解质溶液的电化学反应装置。锌空气电池原材料价格低廉，绿色环保，生产成本较低被应用于电动汽车，应急储备电源等领域，是非常有应用前景的绿色洁净能源之一。
锌空气电池在实际使用过程中，因放电性能偏低限制了其使用范围。三相界面面积对空气电极的放电性能具有较大影响，为提高锌空气电池大电流密度放电能力，增加其三相界面面积具有重要意义。传统空气阴极一般将扩散层，集流体，催化层通过机械方法压制成电极，但因集流效果不佳，三相界面面积较小从而导致性能不高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明采用以下具体方案来实现：
一种锌空气电池用空气阴极，包括依次层状叠合的第一电极和第二电极；所述第一电极由疏水透气层、第一集流体、第一催化层依次层状叠合组成；所述第二电极由第二集流体和第二催化层组成。
所述第一电极与第二电极的厚度比为1:1-1:5之间。
所述第一电极和/或第二电极中的催化层可浸入集流体中。
述第二催化层位于第二集流体的两侧。
所述第一集流体和第二集流体为泡沫金属、网状金属、蜂窝金属中的一种。
所述第一电极中疏水透气层与第一集流体的厚度比为1:1-1:5；第一集流体与第一催化层的厚度比为1:1-1:5；
所述第二电极中第二集流体和第二催化层的厚度比为1:1-4:1。
疏水透气层由疏水剂和碳材料组成；所述疏水剂由聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、过氟烷基化物、聚乙烯的一种或两种以上组成；所述碳材料为乙炔黑、BP2000、、石墨、碳纤维、碳纳米管中的一种或两种以上。
与现有技术相比，本发明所述锌空气电池用空气阴极采用第一和第二两层集流体的结构，可以显著提高集流作用，同时有利于形成一定的孔隙结构，可增大三相界面面积便于氧气的扩散，提高空气电极的放电性能。
附图说明
图1.本发明所述空气电极结构示意图；
图中，1为疏水透气层，2为第一集流体，3为第一催化层，4和6为第二催化层，5为第二集流体。
图2.实施例1中的空气电极制备的锌空气电池的恒流放电性能。
具体实施方式
实施例1：
空气阴极包括第一电极和第二电极，第一电极的厚度为0.8mm,第一电极中疏水透气层厚度为0.2mm，第一电极疏水透气层碳材料为乙炔黑，疏水剂为PTFE,乙炔黑含量为40%，PTFE含量为60%，第一催化层集流体为泡沫镍,厚度为0.25mm，第一催化层厚度为0.35mm,第一催化剂膏体的组成及含量：碳载银催化剂的含量5.7%，碳载锰催化剂的含量5.8%
第二电极的厚度为0.80mm,第二催化层集流体为泡沫镍，厚度为0.27mm；第二催化层厚度为0.53mm,催化剂膏体的组成及含量：碳载银催化剂的含量7.6%，碳载锰催化剂的含量为7.5%。
锌阳极为由锌粉压制而成；
电解液溶液为：7mol/LKOH溶液
测试条件为：室温，110mA/cm2恒电流测试，空气电极面积：32cm2；
测试结果：锌空气电池放电曲线平稳。

Claims (5)

1.一种锌空气电池用空气阴极，其特征在于：
包括依次层状叠合的第一电极和第二电极；所述第一电极由疏水透气层、第一集流体、第一催化层依次叠合组成；所述第二电极由第二集流体和第二催化层叠合组成；所述第二催化层位于第二集流体的两侧；所述第一电极与第二电极的厚度比在1:1-1:5之间。
2.按照权利要求1所述空气阴极，其特征在于：所述第一电极中的催化层浸入第一集流体中，所述第二电极中的催化层浸入第二集流体中。
3.按照权利要求1所述空气阴极，其特征在于：所述第一集流体和第二集流体为泡沫金属、网状金属、蜂窝金属中的一种。
4.按照权利要求1所述空气阴极，其特征在于：所述第一电极中疏水透气层与第一集流体的厚度比为1:1-1:5；第一集流体与第一催化层的厚度比为1:1-1:5；所述第二电极中第二集流体和第二催化层的厚度比为1:1-1:4。
5.按照权利要求1所述空气阴极，其特征在于：疏水透气层由疏水剂和碳材料组成；所述疏水剂由聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、过氟烷基化物、聚乙烯的一种或两种以上组成；所述碳材料为乙炔黑、BP2000、石墨、碳纤维、碳纳米管中的一种或两种以上。
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