The invention discloses a rechargeable aluminum air battery and a preparation method thereof. The rechargeable aluminum air battery comprises a negative electrode, a positive electrode and an electrolyte. Wherein, the negative electrode comprises an aerogel carrier and a liquid metal nano particle loaded on the aerogel carrier; the positive electrode comprises an aerogel carrier and a catalyst loaded on the aerogel carrier; the electrolyte comprises electrolyte salt and alumina. The negative electrode of the rechargeable aluminum air battery can be electrodeposited on a large scale at room temperature, so as to realize reversible charging at room temperature, and has higher energy density, which overcomes the problems of self corrosion, passivation and grafting effect existing in the existing aluminum air battery, with high safety performance and long cycle life.
【技术实现步骤摘要】
可充电铝-空气电池及其制备方法
本专利技术涉及电化学领域,具体而言,本专利技术涉及可充电铝-空气电池及其制备方法。
技术介绍
铝-空气电池是一种既能将金属铝或铝合金与氧气的化学能通过电化学反应输出电能,也能将电能逆向地进行充电的电池。铝-空气电池中发现的电化学反应在电解质中进行,在一次电池或机械再充式电池中,一般使用电导率高、粘度低的水性电解液辅以一些降低析氢腐蚀速率的缓蚀剂,由于该体系电解质电化学窗口窄,铝的还原无法进行,故难以实现电池的逆向充电。在一些固体氧化物电解质中,可实现常温下铝-空气电池的可逆充放电,但该体系对于放电产物容纳度低,电解质自身电导率低,反应速率慢且容易堵塞电极,不利于制作具有高能量密度的电池体系。在一些高温熔融电池中,可实现大速率金属-空气电池的可逆充放电,但是其能耗高,维持高温的设备系统复杂,电极材料易被氧化消耗。一些离子液体作为电解液已被运用在铝离子电池与一些一次电池中并取得良好的效果,但由于其对空气与水稳定性不足以及无法高浓度容纳反应产物,难以维持电池的长使用寿命。由存在与周围空气中氧气的交换,金属-空气电池本质上是一个半开放系统,这要求其电解质自身对于氧气及水分有较高的稳定性,对电池的放电产物有较高的容纳兼容性。空气电极应具有较高效的氧气氧化还原催化性能,一般通过多种催化剂的复合,可实现同时具有良好氧气还原、析氧性能的空气电极。然而,现有的可充电铝-空气电池仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此 ...
【技术保护点】
1.一种可充电铝-空气电池,其特征在于,包括:/n负极,所述负极包括气凝胶载体和负载于所述气凝胶载体上的液态金属纳米体颗粒;/n正极,所述正极包括气凝胶载体和负载于所述气凝胶载体上的催化剂;/n电解液,所述电解液包括电解质盐和氧化铝。/n
【技术特征摘要】
1.一种可充电铝-空气电池,其特征在于,包括:
负极,所述负极包括气凝胶载体和负载于所述气凝胶载体上的液态金属纳米体颗粒;
正极,所述正极包括气凝胶载体和负载于所述气凝胶载体上的催化剂;
电解液,所述电解液包括电解质盐和氧化铝。
2.根据权利要求1所述的可充电铝-空气电池,其特征在于,所述气凝胶载体包括碳纳米管气凝胶、石墨烯气凝胶、有序生长碳纳米管和高孔隙惰性金属泡沫中的至少之一。
3.根据权利要求1所述的可充电铝-空气电池,其特征在于,所述液态金属纳米体颗粒由选自Ga、Sn、In和Hg中的至少之一形成。
4.根据权利要求3所述的可充电铝-空气电池,其特征在于,所述液态金属纳米体颗粒为GaSnIn合金纳米颗粒,所述GaSnIn合金纳米颗粒中Ga、Sn、In的质量比为95:(0.01~3):(0.01~2)。
5.根据权利要求1所述的可充电铝-空气电池,其特征在于,所述催化剂包括选自铂、钌、钯、铂镍合金、氮掺杂石墨烯、氮掺杂碳纳米管、钴氧化物、锰氧化物、铁氧化物和镍氧化物中的至少之一。
6.根据权利要求5所述的可充电-铝-空气电池,其特征在于,所述催化剂包括Co3O4和MnO2,所述催化剂中Co3O4和MnO2的质量比为2:(1~3)。
7.根据权利要求1所述的可充电铝-...
【专利技术属性】
技术研发人员:裴普成,黄尚尉,李亚栋,陈晨,李慧,陈东方,吴子尧,任棚,王明凯,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。