[发明专利]干嵌式空气电极制造方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学技术和电池制造技术领域，特别是空气电极干嵌式工艺，可实现空气电极批量化生产，并且能达到空气电极电性能均匀一致。

技术背景

金属空气电池比能量高，工作电压平稳，容量大，无污染，原材料来源丰富易得，价格低廉有其它化学电源不可替代优势，金属空气电池核心问题是空气电极(氧电极)，要求空气电极具有高孔隙率，孔分布均匀，透气性好，同时具有良好防渗透能力和氧的催化能力。如何满足以上要求制造空气电极，通过大量试验和探索，实现干嵌法制作空气电极，从材料配比，混合材料制备，采用干嵌成型法，形成空气电极制造技术核心。

发明内容

本发明是提供一种干嵌式金属空气电池中空气电极制造方法，从基础材料选择，材料配方，材料初制备，干嵌滚压，合成轧制，烧结成型，实现空气电极批量生产，保证空气电极孔分布均匀一致，透气性好，憎水性高，满足动力型金属空气电池或燃料电池应用。

本发明专利优点是：

1.金属空气电池中空气电极采用干嵌法生产的空气电极，孔隙率高，透气性能好，功率输出特性好。单位放电密度150mA/cm²以上(对锌电极1.0V以上)。

2.从材料选型，材料配方，材料合成制备，干嵌滚压合成轧制，烧结成型，实现空气电极批量化生产，并且能保证产品的一致性。选用材料丰富易得。

3.生产过程中无污染，无排放。

如图1所示，本发明专利空气电极是由1.防水层(导电层)2.集流体3.催化层三部分组成。

1.防水层：由聚四氟乙烯树脂与乙炔黑导电剂等材料制成。

2.集流体：采用镀银铜拉网式镍拉网。

3.催化层：由活性炭、乙炔黑、二氧化锰、金属氧化物、聚四氟乙烯树脂等材料制成。

采用干嵌法，把防水材料嵌入集流体网孔内滚压，保证集流体内部和表面两侧都敷着上防水材料后，滚碾到0.8mm，与催化材料一起滚压制成0.8mm厚空气电极，放入电阻炉中，在350℃炉温中烧结20分钟，自然冷却，干嵌法空气电极制造完成。80×50mm空气电极两块，粘贴在8mm宽塑料壳两侧(空气电极有效面积7×4×2＝56cm²)负极采用80g锌粉压制成80×50×3.5锌电极，放入贴有空气电极塑料壳中，加入浓度6N/L氢氧化钾溶液50mL，静置20分钟后，自然条件下进行电性能测试。

如图2所示

1-壳体  2-正极  3-隔膜  4-锌极  5-碱液  6-上盖

测试结果：

开路电压1.48V