【技术实现步骤摘要】
一种锂空气电池用一体化空气电极的制备方法
本专利技术属于电池电极制备
,特别是涉及锂空气电池空气电极的制备方法。
技术介绍
随着便携式电子设备以及电动车的迅速发展,市场迫切需求高比能量和高比容量的二次电池。锂-空气电池是金属-空气电池中的一种,它是以金属锂为负极,空气电极为正极的二次电池。由于作为负极材料的金属锂具有最低的理论电压以及较高的理论比容量(高达3,862mAh/g),同时作为正极活性物质的氧气可直接从空气中获得(正极的理论比容量无限大),因此,锂-空气电池具有极高的比容量和比能量。以锂为标准,其理论比能量密度可达11,140Wh/Kg,而实际比能量也远高于常用的锂离子电池,因此锂-空气电池在民用及军用领域极具应用前景。目前,锂-空气电池主要采用各种碳材料和催化剂作为电极材料,通过混入粘结剂,通过辊压工艺制备空气电极。辊压工艺是将碳材料或催化剂与粘结剂均匀混合后制备成碳膏,再将碳膏通过对辊机辊压制备成碳电极。由于辊压过程中碳材料或催化剂颗粒间的孔道被压缩,因此辊压工艺制备的空气电极孔隙率较低,不利于氧气在空气电极中的扩散,而且电极材料的孔道和表面利用率低。相比于辊压法,使用刮涂法由于在制备过程中电极材料颗粒相互间没有进行挤压,保留了电极材料颗粒间的空隙率。因此制备得到的空气电极空隙率极高。通过孔隙率的提高,可以强化氧气在空气电极中的传质情况,改善高倍率下充放电条件下的电池性能。另外通过这种制备方法,电极材料表面和孔道利用率高,从而电极材料的比容量得到提高。目前报道的刮涂法制备空气电极常用粘结剂为PVDF和Nafion,但PVDF中的C-H键 ...
【技术保护点】
一种锂空气电池用一体化空气电极的制备方法,其特征在于:所述一体化空气电极是以隔膜作为基体材料,在基体一侧表面涂覆由电极材料、分散剂和粘结剂PTFE组成的混合物,混合物担载量为0.5mg/cm2‑2mg/cm2,涂层厚度为10μm至100μm,其中电极材料和粘结剂质量比为5:5‑19:1,分散剂与电极材料体积质量比例为1/5‑1/50升/克;所述分散剂为高沸点溶剂丙二醇、丙三醇、N‑N二甲基乙酰胺中的一种或两种以上的混合溶剂;将混合物刮涂于隔膜上,对其进行分步干燥,干燥方法为室温下干燥12‑48小时,35‑50℃干燥12‑48小时,60‑80℃在真空或惰性气氛保护下干燥12‑48小时。
【技术特征摘要】
1.一种锂空气电池用一体化空气电极的制备方法,其特征在于:所述一体化空气电极是以隔膜作为基体材料,在基体一侧表面涂覆由电极材料、分散剂和粘结剂PTFE组成的混合物,混合物担载量为0.5mg/cm2-2mg/cm2,涂层厚度为10μm至100μm,其中电极材料和粘结剂质量比为5∶5-19∶1,分散剂与电极材料体积质量比例为1/5-1/50升/克;所述分散剂为高沸点溶剂丙二醇、丙三醇、N-N二甲基乙酰胺中的一种或两种以上的混合溶剂;将混合物刮涂于隔膜上,对其进行分步干燥,干燥方法为室温下干燥12-48小时,35-50℃干燥12-48小时,60-80℃在真空或惰性气氛保护下干燥12-48小时。2.根据权利要求1所述一体化空气电极的制备方法,其特征在于:所述一体化空气电极采用如下步骤制备而成,将碳材料和催化剂按质量比1∶100-100∶1混合,将碳材料和催化剂的混合物加入分散剂中通过超声或/和搅拌使其分散均匀,然后加入粘...
【专利技术属性】
技术研发人员:张华民,周伟,张益宁,李婧,聂红娇,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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