一种用于中性锌空气电池阴极催化剂及正极极片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于中性锌空气电池阴极催化剂及正极极片的制备方法，涉及锌空气电池领域。所述催化剂材料为M‑N‑C(M为过渡金属)，通过利用等离子球磨机，在氮气气氛中放电使氮气解离，与M组成的金属球在高速撞击下脱离的金属微粒通过电场吸附直接负载于高度分散的碳基底上。将经历该过程的混合材料在管式炉中惰气保护下进行高温热处理，即可得到目标M‑N‑C催化材料。本发明专利技术所提供的M‑N‑C催化材料用作中性锌空气电池阴极催化层时，可有效提升氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的反应效率，降低锌空气电池的过电位，并改善了中性锌空气电池的循环稳定性，提高了循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锌空气电池领域，特别涉及一种适用于中性锌空气电池的阴极催化剂材料及其制备方法。

技术介绍

1、锌-空气电池由于具有高比能量、高安全性、低成本等优点，被认为是高能量密度电池方案中的佼佼者，其中碱性锌空气一次电池早已成熟商用于高性能助听器等需要连续稳压工作的精密电子设备中。由于碱性电解质环境中，锌负极在电池充放电过程中难以实现稳定的溶解-沉积循环，采用中性锌盐电解质的方案就成了诸多锌空二次电池研究中的较优选。其中，使用中性zn(oac)2电解液的锌空气二次电池具有较好的日历寿命和循环稳定性，但其orr/oer过程中缓慢的反应动力学导致其能量效率低下。因此，针对电池正极开发促进氧气电化学的高效催化剂是至关重要的。m-n-c催化剂被证明是具有优良orr催化活性的材料，传统m-n-c催化剂大多通过湿法化学手段进行制备，过程比较繁琐且产率低下。本专利通过等离子放电球磨接续热处理的两步法制备m-n-c催化剂，制备简单且不涉及化学溶剂，过程绿色无污染且易于大批量连续生产，具有较高的现实意义和应用价值。

技术实现思路

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【技术保护点】

1.一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的制备方法，该方法包括：

2.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，步骤2的具体方法为：利用真空泵将罐子抽至低气压状态后切换气路充入氮气，该置换过程循环数次后关闭气体阀门。

3.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，实心金属球材质为过渡金属中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，实心金属球材质Fe、Co、Ni或Cu,球体直径为3～15mm，研磨时需加入大于等于两种尺寸的球体。

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【技术特征摘要】

1.一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的制备方法，该方法包括：

2.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，步骤2的具体方法为：利用真空泵将罐子抽至低气压状态后切换气路充入氮气，该置换过程循环数次后关闭气体阀门。

3.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，实心金属球材质为过渡金属中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，实心金属球材质fe、co、ni或cu,球体直径为3～15mm，研磨时需加入大于等于两种尺寸的球体。

5.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，碳粉末为炭黑、碳纳米管、乙炔黑、石墨或石墨烯中的一种或几种，粉末粒径不超过100μm。

6.如权利要求1所述的一种用于中性锌空气电池阴极催化剂的其制备方法，其特征在于，过渡金属m材...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙威，祝黄威，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：