镀导电金属的金属复合材料及其制备方法和应用技术

一种镀导电金属的金属复合材料及其制备方法和应用，该制备方法包括将金属基底酸洗；将酸洗后的金属基底置于金属盐溶液中进行金属化学置换反应，得到所述金属复合材料。本发明专利技术制备的镀高导电金属的金属复合材料作集流体，导电性比单一金属集流体高，在空气电极中与催化层膜结合后测量的锌空气电池功率提升明显；复合后的金属基底对电解液的耐腐蚀性增强。强。

【技术实现步骤摘要】
镀导电金属的金属复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料表面修饰处理的技术及金属空气电池领域，具体涉及一种镀导电金属的金属复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]以锌、铝等金属为负极材料的可充电金属空气电池具有能量密度高，廉价，安全以及环境友好等优点，是一种比较有前景的能量转化存储的技术，有望在备用电源、汽车等动力装置领域取得广泛应用。由于空气电池在运行过程中涉及到气体
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液体
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固体三相界面的电化学过程，电子以及反应物的传质等因素对其整体的性能影响十分显著。当前，作为空气电池的正极材料的氧还原催化剂的开发取得许多进展。然而，这些氧还原催化剂制作成膜电极后工作电流往往较大，当电子转移过程受阻时，会使得整体的工作电压产生较大电压降，亦或电阻较高时在同一电势差下产生的工作电流显著降低。因此，优化膜电极集流体的导电性对于实现空气电池在功率密度上的优化与突破十分关键。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的主要目的之一在于提出一种镀导电金属的金属复合材料及其制备方法和应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
[0004]为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种镀导电金属的金属复合材料的制备方法，包括：
[0005]将金属基底酸洗；
[0006]将酸洗后的金属基底置于金属盐溶液中进行金属化学置换反应，得到所述金属复合材料。
[0007]作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种镀导电金属的金属复合材料，采用如上所述的制备方法得到。
[0008]作为本专利技术的又一个方面，还提供了一种集流体，内含有如上所述的金属复合材料。
[0009]作为本专利技术的又一个方面，还提供了如上所述的金属复合材料或如上所述的集流体在金属空气电池中的应用。
[0010]基于上述技术方案可知，本专利技术的镀导电金属的金属复合材料及其制备方法和应用相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：
[0011]1、本专利技术制备的镀高导电金属的金属复合材料作集流体，导电性比单一金属集流体高，在空气电极中与催化层膜结合后测量的锌空气电池功率提升明显；复合后的金属基底对电解液的耐腐蚀性增强；
[0012]2、镀层金属可均匀覆盖在金属基底表面，所述复合材料导电性良好，所消耗金属Ag、Au等高导电性金属量少，不需要额外的化学还原试剂，在金属空气电池中可得到很好的应用，尤其能显著改善空气电池功率密度低的技术问题；
[0013]3、本专利技术工艺简单且具有可放大性，废弃物产生少，生产成本低。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例1中制备的洁净泡沫镍的SEM图；
[0015]图2为本专利技术实施例1中制备的镀银泡沫镍的SEM图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0017]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种镀高导电金属的金属复合材料，其中高导电金属包括金(Au)和银(Ag)，金属基底为泡沫金属或金属网，本专利技术还涉及一种镀高导电金属的金属复合材料的制备方法，包括如下步骤：首先将金属基底依次置于有机溶剂、去离子水等溶液中超声处理，获得表面洁净的金属基底材料，继续将此金属基底在酸溶液中处理去除表面氧化层。然后将其浸没于镀层金属的盐溶液中，在一定温度下反应，随后经过冲洗干燥，即得到镀高导电金属的金属复合材料。本专利技术方法工艺简单、成本低，镀层金属可均匀覆盖在金属基底表面，所述复合材料导电性良好，所消耗金属Ag、Au的量少，该金属复合材料可作为空气电极集流体，在金属空气电池中可得到很好的应用，尤其能显著改善空气电池功率密度低的技术问题。
[0018]本专利技术公开了一种镀导电金属的金属复合材料的制备方法，包括：
[0019]将金属基底酸洗；
[0020]将酸洗后的金属基底置于金属盐溶液中进行金属化学置换反应，得到所述金属复合材料。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述金属盐溶液中的金属盐为硝酸银、醋酸银、氯金酸、氯化金、氯化亚金、氯金酸铵、氯金酸钠、氯金酸钾中的任一种；
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述金属盐溶液浓度为1至100g/L，例如为1g/L、2g/L、3g/L、5g/L、8g/L、10g/L、15g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L、100g/L。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述金属化学置换反应的温度为35至60℃，例如为35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃；时间为30min至24h，例如为30min、40min、50min、60min、2h、5h、8h、10h、15h、18h、20h、22h、24h；
[0024]在本专利技术的一些实施例中，所述金属基底为泡沫镍、泡沫铜、泡沫钴、泡沫铁、金属镍网、金属铜网、金属铁网、金属钴网中的任一种。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述酸洗步骤中采用的酸溶液的浓度为0.1至2mol/L，例如为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、0.8mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L、1.8mol/L、2mol/L；
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述酸洗的温度为35至60℃，例如为35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃；酸洗时间为30s至5min，例如为30s、40s、50s、60s、2min、3min、4min、5min；
[0027]在本专利技术的一些实施例中，所述酸洗步骤中采用的酸溶液包括硝酸溶液；
[0028]在本专利技术的一些实施例中，所述酸洗采用超声清洗，超声清洗的温度≤40℃；超声
清洗时间为5至20min，例如为5min、8min、10min、15min、20min；超声清洗的功率为150至250W，例如为150W、180W、200W、220W、250W。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，在所述将金属基底置于酸溶液清洗之前先对金属基底进行有机溶剂清洗；
[0030]在本专利技术的一些实施例中，所述有机溶剂为丙酮、乙醇中的至少一种。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，所述的制备方法还包括进行有机溶剂清洗之后采用去离子水清洗。
[0032]在本专利技术的一些实施例中，所述的制备方法还包括金属化学置换反应结束后对得到的金属复合材料清洗和干燥。
[0033]本专利技术还公开了一种镀导电金属的金属复合材料，采用如上所述的的制备方法得到。
[0034]本专利技术还公开了一种集流体，内含有如上所述的金属复合材料。
[0035]本专利技术还公开了如上所述的金属复合材料或如上所述的集流体在金属空气电池中的应用。
[0036]在一个示例性实施例中，本专利技术提出了一种镀高导电金属的金属复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镀导电金属的金属复合材料的制备方法，包括：将金属基底酸洗；将酸洗后的金属基底置于金属盐溶液中进行金属化学置换反应，得到所述金属复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的金属盐为硝酸银、醋酸银、氯金酸、氯化金、氯化亚金、氯金酸铵、氯金酸钠、氯金酸钾中的任一种；所述金属盐溶液浓度为1至100g/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属化学置换反应的温度为35至60℃，时间为30min至24h；所述金属基底为泡沫镍、泡沫铜、泡沫钴、泡沫铁、金属镍网、金属铜网、金属铁网、金属钴网中的任一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸洗步骤中采用的酸溶液的浓度为0.1至2mol/L；所述酸洗的温度为35至60℃，时间为30s至5min；所述酸洗步骤中采用的酸溶液包...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长征，丁辉，周天培，谢毅，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：