具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极制造技术

具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极。本发明专利技术属于金属-空气电池技术领域，尤其涉及一类具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极。在集流导电网的两侧表面涂覆有二氧化碳滤吸层，在一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有聚四氟乙烯和乙炔黑组成的防水透气层，在另一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑组成的催化活性层。本发明专利技术的方案可有效防止空气中的二氧化碳进入空气电池内部，减缓碱性电解液碳酸化，延长电池的使用寿命，同时又能满足大电流密度放电要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属-空气电池
，尤其涉及一类具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极。
技术介绍
现有的金属-空气电池存在电解液易碳酸化，导致电极析氢腐蚀，而缩短电池使用寿命的问题，若要采取加入较高的析氢过电位的金属氧化物或氢氧化物来解决，虽可在一定程度上解决电池寿命短的问题，但该解决方法仅能满足中、小电流密度放电要求。虽然世界各国都在研究较好地解决办法，迄今为止还未见到较为理想的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极，可有效防止空气中的二氧化碳进入空气电池内部，减缓碱性电解液碳酸化，延长电池的使用寿命，同时又能满足大电流密度放电要求。实现本专利技术上述目的采取的技术方案是：在集流导电网的两侧表面涂覆有二氧化碳滤吸层，在一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有聚四氟乙烯和乙炔黑组成的防水透气层，在另一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑组成的催化活性层。防水透气层的聚四氟乙烯与乙炔黑的混合重量比为1:4.5～5.5,厚度为0.15～0.25mm，辊轧而成的孔隙率为80%～85%。集流导电网为带有的孔隙结构的金属导电网，网孔目数为60~80。催化层活性层中的催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑的混合重量比为3.7～4.3:1:5.5～6.5，厚度为0.3mm。二氧化碳滤吸层采用硅酸锂溶液涂覆形成，干燥后的涂覆厚度为150µm～400µm。本专利技术的有益技术效果是：合理地选用了硅酸锂作为集流导电网的涂覆材料，在二氧化碳浓度为20%的条件下，1g硅酸锂每分钟可吸收62mg的二氧化碳，并且硅酸锂形成的涂膜具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外，还具有自干，耐热可达1000 ℃，耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳，耐水性优异等特点，对于金属的集流导电网具有很好的粘合性和防锈性。本专利技术所述电极合理的外层布局及参数，使其具有了更加良好的大电流密度放电的性能，明显地延长了电池的使用寿命。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的金属-空气电池的空气电极的层合示意图。图中：1、防水透气层；2、二氧化碳滤吸层；3、集流导电网；4、催化活性层。具体实施方式实施例1：集流导电网3采用60目的镍网，在其两侧涂覆硅酸锂水溶液，干燥后形成厚度为150µm的二氧化碳滤吸层2，防水透气层1采用重量比为1:5的聚四氟乙烯与乙炔黑的混合后辊轧在二氧化碳滤吸层2外,防水透气层1厚度为0.2mm，孔隙率为80%；在另一侧二氧化碳滤吸层2外辊轧催化活性层4，催化活性层由催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑混合成，混合重量比为4:1:6，厚度为0.3mm。空气作为工作介质，先经过防水透气层1除去空气中的水分，再经过二氧化碳滤吸层2吸收空气中的二氧化碳，防止二氧化碳碳酸化碱性电解液；之后，经60目的镍网集流导电网3进入催化活性层4，催化活性层4吸附空气中的氧气，在催化剂作用下发生电极反应。经测试在二氧化碳浓度为18%的条件下，1g硅酸锂每分钟可吸收59mg的二氧化碳，电极的寿命可提高35%。实施例2：集流导电网3采用70目的铜网，在其两侧涂覆硅酸锂水溶液，干燥后形成厚度为260µm的二氧化碳滤吸层2，防水透气层1采用重量比为1:4.5的聚四氟乙烯与乙炔黑的混合后辊轧在二氧化碳滤吸层2外,防水透气层1厚度为0.1.5mm，孔隙率为82%；在另一侧二氧化碳滤吸层2外辊轧催化活性层4，催化活性层由催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑混合成，混合重量比为3.7:1:5.5，厚度为0.3mm。空气作为工作介质，先经过防水透气层1除去空气中的水分，再经过二氧化碳滤吸层2吸收空气中的二氧化碳，防止二氧化碳碳酸化碱性电解液；之后，经70目的铜网集流导电网3进入催化活性层4，催化活性层4吸附空气中的氧气，在催化剂作用下发生电极反应。经测试在二氧化碳浓度为20%的条件下，1g硅酸锂每分钟可吸收67mg的二氧化碳，电极的寿命可提高24%。实施例3：集流导电网3采用80目的钛网，在其两侧涂覆硅酸锂水溶液，干燥后形成厚度为400µm的二氧化碳滤吸层2，防水透气层1采用重量比为1:5.5的聚四氟乙烯与乙炔黑的混合后辊轧在二氧化碳滤吸层2外,防水透气层1厚度为0.25mm，孔隙率为85%；在另一侧二氧化碳滤吸层2外辊轧催化活性层4，催化活性层由催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑混合成，混合重量比为4.3:1:6.5，厚度为0.3mm。空气作为工作介质，先经过防水透气层1除去空气中的水分，再经过二氧化碳滤吸层2吸收空气中的二氧化碳，防止二氧化碳碳酸化碱性电解液；之后，经80目的钛网集流导电网3进入催化活性层4，催化活性层4吸附空气中的氧气，在催化剂作用下发生电极反应。经测试在二氧化碳浓度为25%的条件下，1g硅酸锂每分钟可吸收86mg的二氧化碳，电极的寿命可提高40%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有二氧化碳滤吸层的金属‑空气电池电极，其特征在于：在集流导电网的两侧表面涂覆有二氧化碳滤吸层，在一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有聚四氟乙烯和乙炔黑组成的防水透气层，在另一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑组成的催化活性层。

【技术特征摘要】
1.一种具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极，其特征在于：在集流导电网的两侧表面涂覆有二氧化碳滤吸层，在一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有聚四氟乙烯和乙炔黑组成的防水透气层，在另一侧的二氧化碳滤吸层表面辊轧有催化剂、聚四氟乙烯和催化剂载体碳黑组成的催化活性层。2.如权利要求1所述的具有二氧化碳滤吸层的金属-空气电池电极，其特征在于：防水透气层的聚四氟乙烯与乙炔黑的混合重量比为1:4.5～5.5,厚度为0.15～0.25mm，辊轧而成的孔隙率为80%～85%。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周生刚，李洪山，曹勇，
申请(专利权)人：昆明理工大学科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53