[发明专利]空气电极制备方法及铝空气电池

权利要求书

1.一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：将催化材料粉末、导电材料粉末和粘结剂粉末等按一定比例混合，搅拌均匀后过筛处理，然后将混合粉末直接通过电极加工设备轧制成型；具体制备步骤包括如下：

(1)将催化材料粉末、导电材料粉末、粘结剂粉末按质量比(10～40)：(40-80)：(10-30)混合；

(2)将步骤(1)中所得混合粉末通过粉碎机处理1～5min，并通过100目～200目过筛处理；

(3)将步骤(2)中所得混合物放入混料机或真空搅拌机中，加入酒精润湿，搅拌2～6h，使其完全混合均匀，形成润湿混合粉末；

(4)将步骤(3)中润湿混合粉末通过振动平铺设备使其完全平铺进入对辊设备直接压制成催化膜；

(5)将上述步骤(4)所得催化膜再与集流体、防水膜直接压合制成空气电极。

2.按照权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：上述所述的催化材料，为贵金属、金属氧化物、钙钛矿型、非金属催化剂等，优选的是电解二氧化锰、二氧化锰粉末或二氧化锰纳米线中的一种，更优选为二氧化锰纳米线。

3.按照权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：上述所述的导电材料，优选乙炔黑、活性炭、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；进一步优选的导电材料包括乙炔黑和活性炭，更优选乙炔黑、活性炭和碳纳米管，重量比为35：25：5。

4.按照权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：上述所述的粘结剂粉末优选聚四氟乙烯粉末。

5.按照权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：催化膜的厚度为(0.1～0.3)mm。

6.按照权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：上述所述的集流体优选是铜网、镍网、不锈钢网、银网中的一种；更优选的为铜网，其厚度为0.3mm，孔隙为3mm*6mm的菱形孔。

7.按照权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)催化膜再与集流体、防水膜直接压合制成空气电极时，按照防水膜、集流体、催化膜的次序通过对辊机压合得到空气电极，其厚度控制在(0.5～1.2)mm；

上诉所述的防水膜为乙炔黑和聚四氟乙烯(PTFE)乳液按照质量比6:4混合后辊压好的膜，或者直接使用聚四氟乙烯(PTFE)膜。

8.按照权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的金属空气电池空气电极材料。

9.一种铝空气电池，其特征在于，以按照权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的金属空气电池空气电极材料为正极、高纯铝或铝合金为负极、氢氧化钾(KOH)为电解液组装铝空气电池。

10.按照权利要求9所述的一种铝空气电池，其特征在于，氢氧化钾(KOH)浓度为4～8mol/L，优选为4mol/L。