CN1738085A - 一种锌－空气电池用正电极及其制造方法 - Google Patents

一种锌－空气电池用正电极及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1738085A
CN1738085A CNA200410020320XA CN200410020320A CN1738085A CN 1738085 A CN1738085 A CN 1738085A CN A200410020320X A CNA200410020320X A CN A200410020320XA CN 200410020320 A CN200410020320 A CN 200410020320A CN 1738085 A CN1738085 A CN 1738085A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive electrode
zinc
air battery
manganese dioxide
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA200410020320XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN100341179C (zh
Inventor
潘凯红
张晶
杨海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 18 Research Institute
Original Assignee
CETC 18 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 18 Research Institute filed Critical CETC 18 Research Institute
Priority to CNB200410020320XA priority Critical patent/CN100341179C/zh
Publication of CN1738085A publication Critical patent/CN1738085A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100341179C publication Critical patent/CN100341179C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Inert Electrodes (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锌－空气电池用正电极及其制造方法。该正电极包括由工业酒精与载体、导电剂、催化剂浸润后与聚四氟乙烯乳液混合成的催化层(2)，集流体(3)和防水层(1)，所述催化剂为电解二氧化锰材料，由于催化层(2)中的载体采用了球型活性炭、导电剂采用可膨胀石墨、集流体(3)材料为镀镍的铁网。使材料比表面积提高了400％，大大提高电极吸附氧的能力，材料电导率提高40％，提高了电池的放电电流密度，并且降低了成本。在制造过程中将电解二氧化锰进行了处理并研磨成二氧化锰粉，改变晶相结构及粒度，简化了制备工艺。

Description

一种锌-空气电池用正电极及其制造方法
技术领域
本发明属于将化学能转化为电能的技术领域，特别是涉及一种锌-空气电池用正电极及其制造方法。
背景技术
目前，锌-空气电池的正电极包括催化层、防水层和集流体。催化层中载体为活性炭、导电剂为胶体石墨，集流体为金属镍或铜，催化剂加入银、铂等贵重金属，这种正电极催化活性高，但原材料成本也高，价格昂贵，而且工艺相对复杂。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种锌-空气电池用正电极及其制造方法。
本发明的目的是提供一种成本低，电池放电电流密度大、工艺简单的锌-空气电池用正电极及其制造方法。
本发明采用如下技术方案：
一种锌-空气电池用正电极，包括由工业酒精与载体、导电剂、催化剂浸润后与聚四氟乙烯乳液混合成的催化层，集流体和防水层，所述催化剂为电解二氧化锰材料，其特征是：所述载体为球型活性炭、所述导电剂为可膨胀石墨、所述集流体材料为镀镍的铁网。
一种制造锌-空气电池用正电极的制造方法，它包括以下工艺过程：
(1)将所述铁网放在稀酸中除油和除锈后，浸在硫酸镍和次亚磷酸钠混合液中，进行化学镀镍，即为集流体；
(2)将所述电解二氧化锰置于烘箱内，在340℃～400℃恒温10-20小时，取出用研钵将其粉碎至直径为200目～400目的二氧化锰粉，即为催化剂；
(3)将所述球型碳黑、可膨胀石墨以及二氧化锰粉搅拌成均匀混合物，在该混合物中加入工业酒精，成为浸润的混合物；
(4)将与所述浸润的混合物重量比为15∶100～30∶100的聚四氟乙烯乳液倒入该混合物中，在水浴条件下搅拌至纤维化团状物；
(5)将所述团状物进行抽滤，并用无水乙醇洗涤；将洗涤后的团状物，反复压制成有弹性的胶体状，然后在已经预热到55±5℃的双辊压机上反复滚压成所需厚度的膜，晾干，即为催化层；
(6)依次将作为防水层的聚四氟乙烯膜、所述催化层、所述集流体、所述催化层按从上至下顺序叠在一起，用压力机加压8～10Mpa使其成为一体，修整后即为锌-空气电池用正电极。
本发明还可以采用如下技术措施来实现：
锌-空气电池用正电极中球型活性炭为球型碳黑。
锌-空气电池用正电极中二氧化锰粒度为200目～400目的二氧化锰粉。
锌-空气电池用正电极的制造方法中稀酸是体积比为1∶1的盐酸与蒸馏水稀释成的稀盐酸。
锌-空气电池用正电极的制造方法中硫酸镍和次亚磷酸钠体积比为1∶1。
锌-空气电池用正电极的制造方法中球型碳黑、可膨胀石墨以及二氧化锰粉重量比为10∶10∶2～10∶15∶2。
锌-空气电池用正电极的制造方法中混合物与工业酒精的重量比为0.9∶1～1∶1。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用普通铁网镀镍作为集流体，集流效果相同的情况下成本大大降低；由于对二氧化锰进行处理，改变了晶相结构及粒度，即简化了制备工艺；由于采用球型炭黑和可膨胀石墨作为载体和导电剂，材料比表面积提高了400％，大大提高电极吸附氧的能力，材料电导率提高40％，提高了电池的放电电流密度。
附图说明
图1为一种锌-空气电池用正电极的结构示意图；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
参照附图1，锌-空气电池用正电极的结构依次为防水层1；催化层2；集流体3。
一种制造锌-空气电池用正电极的制造方法，根据不同型号的电池，用剪切机将铁网裁制成电池规格确定的电极尺寸，然后放进体积比为1∶1的盐酸与蒸馏水稀释成的稀盐酸中除油并除锈，取出铁网将其浸在体积比为1∶1的硫酸镍和次亚磷酸钠的混合液中，对铁网进行化学镀镍，取出晾干后作为集流体3备用；将电解二氧化锰放进烘箱，烘箱温度调至340℃～400℃恒温15小时，取出用研钵将其研磨成200目～400目的二氧化锰粉作为催化剂；将用搅拌器将重量比为10∶10∶2～10∶15∶2球型碳黑、可膨胀石墨以及二氧化锰粉搅拌成均匀混合物，边搅拌边在该混合物中加入与其重量比为0.9∶-1∶1的工业酒精，成为浸润的混合物；将与所述浸润的混合物重量比为15∶100～30∶100的聚四氟乙烯乳液倒入该浸润的混合物中，在水浴条件下搅拌至纤维化团状物；将所述团状物进行抽滤，并用无水乙醇洗涤；将洗涤后的团状物，反复压制成有弹性的胶体状，然后在已经预热到55±5℃的双辊压机上反复滚压成所需厚度的膜，晾干，即为催化层2；用聚四氟乙烯膜作为防水层1，依次将防水层1、催化层2、集流体3和催化层2，按从上至下顺序叠在一起，置于加热炉中加热后取出，用压力机施加8～10Mpa压力，使其成为一体，修整后即为锌-空气电池用正电极。

Claims (8)

1.一种锌-空气电池用正电极，包括由工业酒精与载体、导电剂、催化剂浸润后与聚四氟乙烯乳液混合成的催化层，集流体和防水层，所述催化剂为电解二氧化锰材料，其特征是：所述载体为球型活性炭、所述导电剂为可膨胀石墨、所述集流体材料为镀镍的铁网。
2.根据权利要求1所述的锌-空气电池用正电极，其特征在于：所述球型活性炭为球型碳黑。
3.根据权利要求1或2所述的锌-空气电池用正电极，其特征在于：所述二氧化锰直径为200目-400目的二氧化锰粉。
4.一种制造权利要求1所述的锌-空气电池用正电极的方法，其特征是：它包括以下工艺过程：
(1)将所述铁网放在稀酸中除油和除锈后，浸在硫酸镍和次亚磷酸钠混合液中，进行化学镀镍，即为集流体；
(2)将所述电解二氧化锰置于烘箱内，在340℃-400℃恒温10-20小时，取出用研钵将其粉碎至直径为200目-400目的二氧化锰粉，即为催化剂；
(3)将所述球型碳黑、可膨胀石墨以及二氧化锰粉搅拌成均匀混合物，在该混合物中加入工业酒精，成为浸润的混合物；
(4)将与所述浸润的混合物重量比为15∶100-30∶100的聚四氟乙烯乳液倒入该混合物中，在水浴条件下搅拌至纤维化团状物；
(5)将所述团状物进行抽滤，并用无水乙醇洗涤；将洗涤后的团状物，反复压制成有弹性的胶体状，然后在已经预热到55±5℃的双辊压机上反复滚压成所需厚度的膜，晾干，即为催化层；
(6)依次将作为防水层的聚四氟乙烯膜、所述催化层、所述集流体、所述催化层按从上至下顺序叠在一起，在压力机上加压8～10Mpa成为一体，修整后即为锌-空气电池用正电极。
5.根据权利要求3所述的锌-空气电池用正电极的制造方法，其特征在于：所述稀酸是体积比为1∶1的盐酸与蒸馏水稀释成的稀盐酸。
6.根据权利要求3所述的锌-空气电池用正电极的制造方法，其特征在于：所述硫酸镍和次亚磷酸钠体积比为1∶1。
7.根据权利要求3所述的锌-空气电池用正电极的制造方法，其特征在于：所述球型碳黑、可膨胀石墨以及二氧化锰粉重量比为10∶10∶2～10∶15∶2。
8.根据权利要求3所述的锌-空气电池用正电极的制造方法，其特征在于：所述混合物与所述工业酒精的重量比为0.9∶1～1∶1。
CNB200410020320XA 2004-08-17 2004-08-17 一种锌－空气电池用正电极及其制造方法 Expired - Fee Related CN100341179C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200410020320XA CN100341179C (zh) 2004-08-17 2004-08-17 一种锌－空气电池用正电极及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200410020320XA CN100341179C (zh) 2004-08-17 2004-08-17 一种锌－空气电池用正电极及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1738085A true CN1738085A (zh) 2006-02-22
CN100341179C CN100341179C (zh) 2007-10-03

Family

ID=36080799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200410020320XA Expired - Fee Related CN100341179C (zh) 2004-08-17 2004-08-17 一种锌－空气电池用正电极及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100341179C (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101197444B (zh) * 2006-12-08 2010-06-16 比亚迪股份有限公司 空气电极及其制备方法和设备
CN101748428B (zh) * 2008-11-28 2011-10-12 黑龙江大学 用于制取过氧化氢的膨胀石墨改性复合物电极的制备方法
CN102214827A (zh) * 2010-08-31 2011-10-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 双载体复合的锂空气电池空气电极组合物及其制备方法
CN102738472A (zh) * 2012-07-03 2012-10-17 北京中航长力能源科技有限公司 锌空气电池稳定型空气电极
CN104293309A (zh) * 2014-08-07 2015-01-21 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 空气激活型食品自加热组合物及其制备方法与应用
CN104716331A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种锌空气电池用空气阴极
CN104716332A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种金属空气电池用双催化层空气阴极
CN104766974A (zh) * 2014-01-02 2015-07-08 苏州宝时得电动工具有限公司 一种导电剂的预处理方法、水系电池
CN105826638A (zh) * 2016-05-23 2016-08-03 徐嘉陵 一种锌空气电池电极材料及其应用
CN105846015A (zh) * 2016-05-23 2016-08-10 徐嘉陵 一种金属空气电池用正极材料及其正极制备方法
CN111244581A (zh) * 2020-01-16 2020-06-05 荆门市探梦科技有限公司 一种分步反应型金属燃料电池系统
CN114774967A (zh) * 2022-05-25 2022-07-22 江苏双良新能源装备有限公司 一种电解水催化网及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1018038B (zh) * 1987-04-16 1992-08-26 国营第七五二厂 扣式锌空气电池空气电极制作工艺
US4894296A (en) * 1987-10-27 1990-01-16 Duracell Inc. Cathode for zinc air cells
ES2095589T3 (es) * 1992-02-19 1997-02-16 Atochem Elf Sa Catalizador de deshalogenacion de acidos carboxilicos alfahalogenados y su utilizacion para purificar el acido monocloroacetico.
US6824924B1 (en) * 1998-07-06 2004-11-30 Tdk Corporation Electrode for nonaqueous electrolyte battery

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101197444B (zh) * 2006-12-08 2010-06-16 比亚迪股份有限公司 空气电极及其制备方法和设备
CN101748428B (zh) * 2008-11-28 2011-10-12 黑龙江大学 用于制取过氧化氢的膨胀石墨改性复合物电极的制备方法
CN102214827A (zh) * 2010-08-31 2011-10-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 双载体复合的锂空气电池空气电极组合物及其制备方法
CN102214827B (zh) * 2010-08-31 2013-10-02 中国科学院上海硅酸盐研究所 双载体复合的锂空气电池空气电极组合物及其制备方法
CN102738472A (zh) * 2012-07-03 2012-10-17 北京中航长力能源科技有限公司 锌空气电池稳定型空气电极
CN104716331A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种锌空气电池用空气阴极
CN104716331B (zh) * 2013-12-15 2017-12-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种锌空气电池用空气阴极
CN104716332A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种金属空气电池用双催化层空气阴极
CN104716332B (zh) * 2013-12-15 2017-03-01 中国科学院大连化学物理研究所 一种金属空气电池用双催化层空气阴极
CN104766974A (zh) * 2014-01-02 2015-07-08 苏州宝时得电动工具有限公司 一种导电剂的预处理方法、水系电池
CN104766974B (zh) * 2014-01-02 2018-05-08 苏州宝时得电动工具有限公司 一种导电剂的预处理方法、水系电池
CN104293309A (zh) * 2014-08-07 2015-01-21 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 空气激活型食品自加热组合物及其制备方法与应用
CN104293309B (zh) * 2014-08-07 2017-07-21 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 空气激活型食品自加热组合物及其制备方法与应用
CN105846015A (zh) * 2016-05-23 2016-08-10 徐嘉陵 一种金属空气电池用正极材料及其正极制备方法
CN105826638A (zh) * 2016-05-23 2016-08-03 徐嘉陵 一种锌空气电池电极材料及其应用
CN105826638B (zh) * 2016-05-23 2018-11-13 徐嘉陵 一种锌空气电池电极材料及其应用
CN105846015B (zh) * 2016-05-23 2018-11-13 徐嘉陵 一种金属空气电池用正极材料及其正极制备方法
CN111244581A (zh) * 2020-01-16 2020-06-05 荆门市探梦科技有限公司 一种分步反应型金属燃料电池系统
CN111244581B (zh) * 2020-01-16 2021-09-14 荆门市探梦科技有限公司 一种分步反应型金属燃料电池系统
CN114774967A (zh) * 2022-05-25 2022-07-22 江苏双良新能源装备有限公司 一种电解水催化网及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100341179C (zh) 2007-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100341179C (zh) 一种锌－空气电池用正电极及其制造方法
CN101736360B (zh) 一种气体扩散电极及其制备方法
CN110373685B (zh) NiS2-MoS2/PVEIB/PPy/GO材料及基于其的HER电催化修饰电极
JPH09511018A (ja) 高性能電解セル電極構造及びそのような電極構造の製造方法
CN110359060B (zh) FeCoNiBOx/PPy/rGO纳米材料及基于其的OER电催化修饰电极
CN106876153A (zh) 一种自支撑结构的电极及其制备和应用
Jia et al. Understanding the growth of NiSe nanoparticles on reduced graphene oxide as efficient electrocatalysts for methanol oxidation reaction
CN110694642A (zh) 一种铱复合纳米材料的制备方法及其应用
CN107863539B (zh) 一种生物质碱性燃料电池阳极的制备方法
CN105206844A (zh) 一种包含铅-石墨烯复合材料的铅蓄电池板栅的制备方法
Baştürk et al. Fabrication of three-dimensional copper nanodomes as anode materials for direct methanol fuel cells
Xie et al. Carbon paper supported gold nanoflowers for tunable glycerol electrooxidation boosting efficient hydrogen evolution
CN111359608A (zh) 一种纳米Ag-MnO2修饰石墨烯复合氧还原催化剂及其制法
CN102029151A (zh) 制备Pt/C催化剂的调变多元醇法
CN105836855B (zh) 一种石墨烯气体扩散电极的制备方法与应用
CN108597903B (zh) 磁性氧化物与垂直石墨烯阵列复合的制备新方法及其在超级电容器中的应用
CN101748428B (zh) 用于制取过氧化氢的膨胀石墨改性复合物电极的制备方法
CN114016073A (zh) 一种Fe掺杂Ni0.85Se纳米片阵列电催化剂的制备方法
CN109569285B (zh) 基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂及其制备和应用
CN1801512A (zh) 直接甲醇燃料电池的膜电极及其制备方法
Xu et al. Platinum activated IrO2/SnO2 nanocatalysts and their electrode structures for high performance proton exchange membrane water electrolysis
CN105845456B (zh) 一种三明治结构复合氧化石墨烯纸电极材料的制备方法
CN110085875B (zh) 一种缓解含合金催化层衰减的多层催化层及其制备方法
Zhang et al. Activated carbon and poly-o-anisidine (POA) synergistic supported Pt nanoparticles as a highly efficient catalyst for electrocatalytic oxidation of formaldehyde
Ledesma-García et al. Support effect in the electrocatalytic activity of Cu@ Pd core-shell toward electrooxidation of short chain alcohols in alkaline media

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee