一种基于钴基催化剂的可充电锌空气电池、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于钴基催化剂的可充电锌空气电池、制备方法及应用，其包括以下步骤：将草酸、六水硝酸钴、三聚氰胺、去离子水混合，得到钴基前驱体，由钴基前驱体制备氮掺杂钴基碳纳米管复合材料，由氮掺杂钴基碳纳米管复合材料制备钴基催化剂墨水，再将钴基催化剂墨水滴加到疏水碳布上，得到钴基催化剂阴极电极，将锌片浸入酒精中，超声清洗后取出干燥，得到锌片阳极电极，把钴基催化剂阴极电极、锌片阳极电极分别固定在有机玻璃模具内，钴基催化剂阴极电极、锌片阳极电极之间用橡皮圈隔开，将电解质溶液注入有机玻璃模具中，得到基于钴基催化剂的可充电锌空气电池，本发明专利技术制备的锌空气电池具有较高的能量转换效率和稳定性。

A rechargeable zinc air battery based on cobalt catalyst, its preparation and Application

The invention discloses a rechargeable zinc air battery based on cobalt based catalyst, a preparation method and application, which comprises the following steps: mixing oxalic acid, cobalt nitrate hexahydrate, melamine and deionized water to obtain cobalt based precursor, preparing nitrogen doped cobalt based carbon nanotube composite from cobalt based precursor, preparing cobalt based catalyst ink from nitrogen doped cobalt based carbon nanotube composite After that, the cobalt based catalyst ink is dripped onto the hydrophobic carbon cloth to obtain the cobalt based catalyst cathode electrode. The zinc sheet is immersed in alcohol. After ultrasonic cleaning, it is taken out and dried to obtain the zinc sheet anode electrode. The cobalt based catalyst cathode electrode and the zinc sheet anode electrode are respectively fixed in the organic glass mold. The cobalt based catalyst cathode electrode and the zinc sheet anode electrode are separated by rubber rings to separate the electricity After the solubilized solution is injected into the organic glass mold, a rechargeable zinc air battery based on cobalt based catalyst is obtained. The zinc air battery prepared by the invention has high energy conversion efficiency and stability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于钴基催化剂的可充电锌空气电池、制备方法及应用
本专利技术属于电池制造
，尤其涉及一种基于钴基催化剂的可充电锌空气电池、制备方法及应用。
技术介绍
目前用量最大的燃料为化石燃料，包括煤、石油和天然气，这些燃料因具有较大的能量密度，成为现代工业的基石。但化石燃料储量有限，随着开发利用量加大，其储量越来越少，导致能源危机，另外化石燃料使用过程中带来环境污染，因此，寻找替代能源的储存和转换技术成为当今研究的热点，目前研究较多的有动力电池、燃料电池和可充电金属空气电池。其中，可充电金属空气电池中的锌空气电池(ZABs)因其成本低、资源丰富、环保、安全性好等优点，具有明显的优势，其特殊的能量密度被认为是一种很有前景的能量存储系统。而锌空气电池的氧电催化剂为贵金属(如Pt、Ru、Ir及其合金)基电催化剂，该电催化剂析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)的多电子转移较缓慢，双功能催化性不足，导致锌空气电池能量转换效率和稳定性较低，而且由该催化剂制备的锌空气电池成本高，限制了锌空气电池在工业上的应用。<br>
技术实现思路
<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于钴基催化剂的可充电锌空气电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备钴基前驱体：/n将草酸、六水硝酸钴、三聚氰胺、去离子水混合，得到混合物，将混合物在65～75℃下搅拌6～8h，然后自然冷却至室温，在室温下连续搅拌12～20h，得到钴基前驱体，所述草酸、六水硝酸钴、三聚氰胺、去离子水的质量比为5～6：0.05～1：2.5～3：80～100；/n(2)制备氮掺杂钴基碳纳米管复合材料：/n将步骤(1)的钴基前驱体在氮气气流中，800～1000℃下保温2～3h，升温速率为5～10℃/min，得到氮掺杂钴基碳纳米管复合材料；/n(3)制备钴基催化剂墨水：/n向步骤(2)的氮掺杂...

【技术特征摘要】
1.一种基于钴基催化剂的可充电锌空气电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备钴基前驱体：
将草酸、六水硝酸钴、三聚氰胺、去离子水混合，得到混合物，将混合物在65～75℃下搅拌6～8h，然后自然冷却至室温，在室温下连续搅拌12～20h，得到钴基前驱体，所述草酸、六水硝酸钴、三聚氰胺、去离子水的质量比为5～6：0.05～1：2.5～3：80～100；
(2)制备氮掺杂钴基碳纳米管复合材料：
将步骤(1)的钴基前驱体在氮气气流中，800～1000℃下保温2～3h，升温速率为5～10℃/min，得到氮掺杂钴基碳纳米管复合材料；
(3)制备钴基催化剂墨水：
向步骤(2)的氮掺杂钴基碳纳米管复合材料中依次加入去离子水、异丙醇、Nafion溶液，然后超声混合，得到钴基催化剂墨水，氮掺杂钴基碳纳米管复合材料与去离子水的质量体积比为0.01～0.02mg/ul，去离子水、异丙醇、Nafion溶液的体积比为14～15：6～8：1～2；
(4)制备电池电极：
首先将疏水碳布浸入酒精中，超声清洗后取出干燥，再取80～120ul步骤(3)的钴基催化剂墨水滴加到疏水碳布的正中间位置处，然后在40～60℃下烘干，得到钴基催化剂阴极电极；
将锌片浸入酒精中，超声清洗后取出干燥，得到锌片阳极电极；
(5)配制电解质溶液：
分别取氢氧化钾和乙酸锌溶于去离子水中，搅拌至完全溶解得到电解质溶液，氢氧化钾的浓度为6～7mol/L，乙酸锌的浓度为0.2～0.3mol/L；
(6)组装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，唐然然，刘俊，黄麒麟，蔡伦，周文汉，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34