[发明专利]银铜纳米合金空气电极催化剂层及其沉积方法

权利要求书

1.一种银铜纳米合金空气电极催化剂层，所述银铜纳米合金空气电极催化剂层为薄膜状，包括银铜纳米合金，其特征在于，所述银铜纳米合金空气电极催化剂层是将银铜纳米合金沉积在泡沫镍集流极上得到的；所述银铜纳米合金中Ag的比例为90％或75％或50％，Cu比例为10％或25％或50％；所述的百分比均为原子百分比；

所述银铜纳米合金空气电极催化剂层的微观组织为银铜纳米合金粒子分散在铜的非晶基体中，平均纳米颗粒粒径为2.5～2.8nm，分布粒径在1～5nm之间；

采用所述银铜纳米合金空气电极催化剂层的锌空电池的制备过程是：

步骤1，处理泡沫镍衬底；

步骤2，激光脉冲沉积银铜合金纳米催化剂；将清洗干净的泡沫镍衬底固定在脉冲激光沉积系统的样品台上，将原子比为5～9：5～1的银铜合金靶固定在旋转靶台上，其中银铜合金靶为熔炼法压铸而成的银铜合金；调节衬底与靶的距离为5cm；开启真空系统，将真空室内真空度抽到2.0*10^-4Pa，使靶材和衬底以5r/min的转速均匀转动；用挡板挡住样品台，开启脉冲激光器，激光烧蚀靶材2min以去除靶材表面氧化物；取下挡板，设置激光光源的脉冲宽度为6ns，激光重复频率为10Hz，脉冲激光沉积45～120min，在持续真空的条件下，将样品降到室温，向真空室内充入氮气取出样品，得到银铜合金纳米催化剂层；

步骤3，制备空气扩散层；空气扩散层的制备方法为将乙炔黑与PTFE按1:2～3的比例在无水乙醇中混合，超声分散15min，磁力转子搅拌30min，得到乙炔黑与PTFE的混合物；将乙炔黑与PTFE的混合物置于80～90℃的恒温水浴锅中保温至所述乙炔黑与PTFE的混合物形成膏体状，用辊压机将得到的膏体状乙炔黑与PTFE的混合物压制成厚度为0.5～0.8mm的膜状空气扩散层；

步骤4，组装锌空电池；将得到的银铜合金纳米催化剂层置于空气扩散层表面，用辊压机将催化剂层与空气扩散层压制成厚度为0.5mm的膜状空气电极；用压片机将空气电极在2～5MPa的压力下压制5～10min；将经过压制的空气电极放入真空干燥箱中，升温至50℃，真空干燥30～50min，得到干燥的空气电极；将空气电极和纯锌板组装到电池盒内，注入7M的KOH电解液，得到锌空电池；

步骤5，性能测试；对得到的空气电极和锌空电池进行性能测试，测试内容包括伏安曲线测试和放电曲线测试。