[发明专利]一种可充放电金属空气电池阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种可充放电金属空气电池阴极，其特征在于：它包括泡沫基体、沉积在所述泡沫基体上的贵金属纳米粒子以及粘结在所述泡沫基体任一表面的催化层；所述泡沫层的厚度为0.1～10mm，其孔隙率为70～98％。

2.根据权利要求1为所述的可充放电金属空气电池阴极，其特征在于：所述泡沫层的孔隙率为75～95％。

3.根据权利要求1为所述的可充放电金属空气电池阴极，其特征在于：它还包括形成在所述催化层表面的微孔PTFE膜。

4.根据权利要求1为所述的可充放电金属空气电池阴极，其特征在于：所述泡沫基体的材质为Ni、Cu、NiCrFe、ZnCu、NiCu、NiCrW、NiFe或Ti。

5.根据权利要求1为所述的可充放电金属空气电池阴极，其特征在于：所述贵金属纳米粒子为Pt或Ir，其粒径为5～50nm。

6.根据权利要求1至5中任一所述可充放电金属空气电池阴极的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(a)将泡沫基体置于贵金属纳米粒子前驱体溶液，加热至沸腾，随后加入柠檬酸钠溶液在不断搅拌的条件下保持沸腾，得到沉积有贵金属纳米粒子的泡沫基体；

(b)取PTFE乳液溶于乙醇中，再加入金属氧化物催化剂超声分散形成浆料；

(c)将所述浆料涂覆在沉积有贵金属纳米粒子的所述泡沫基体表面，干燥形成催化层。

7.根据权利要求6所述可充放电金属空气电池阴极的制备方法，其特征在于，它还包括步骤(d)将微孔PTFE膜加热至260～280℃，用辊轴对其进行挤压使其覆设于所述催化层表面，随后将其置于水中进行急冷。

8.根据权利要求6所述可充放电金属空气电池阴极的制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述贵金属纳米粒子前驱体溶液的浓度为0.005～0.015mol/L。

9.根据权利要求8所述可充放电金属空气电池阴极的制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述柠檬酸钠溶液的浓度为0.05～0.15mol/L。

10.根据权利要求6所述可充放电金属空气电池阴极的制备方法，其特征在于：所述步骤(b)中，加入金属氧化物催化剂的同时还加入乙炔黑，使得PTFE乳液和金属氧化物催化剂的质量总和与乙炔黑的质量比为1～5∶1。