[实用新型]一种空气电池用电极结构

说明书

本实用新型公开了一种空气电池用电极结构，该结构按照用途不同，可分为三层叠加与五层叠加。三层叠加即二片金属层分别与氧析出催化反应膜两面粘合滚压在一起，再用平板压力机以一定压力压制成规定厚度的空气电极片；五层叠加则是按镀银泡沫镍网加氧析出催化膜+镀银泡沫镍网+氧还原活性膜+镀镍泡沫镍网的结构模式滚压在一起，再用一定压力下的平板压力机压制成规定厚度的空气电极片。该电极片有高强度、长寿命、小电阻、高效率传导的优势性能。解决了现有技术中空气电极制作成型难、强度低、电阻大、集流导电效率低等难题，克服了空气电片不稳定、易变形、易透水、工作寿命短的缺陷。

技术领域

本发明涉及金属空气燃料电池阳极空气电极技术领域，特别是涉及一种具有高强度、低内阻、高导电性的空气电池用电极结构。

背景技术

金属空气燃料电池是一种高能量、高效率、密度大、安全不燃烧、不爆炸、无毒无害，材料来源广泛，重量轻可循环使用的绿色能源，长期以来一直是国内外化学能源研究的重点之一。

空气电极是金属空气燃料电池中的关键部件，空气电极可以让氧分子通过催化剂的激化活性，经气相、电解液传导氢氧根离子至阳极锌、铝、镁、锂合金表面产生化学能反应，是一种既可以透气，又可以防水，又能收集电子、电荷、传导电流、电压的部件。。

如何提高空气电极的活化反应性能，催化反应的析氧状态。同时保证空气电极片在碱性电解液中不变形、不松散，又能以较小电阻传导电流电压，收集电子电荷是难点加重点课题。优质的空气电极片在碱性电解物质中必须保证良好的透气性，从而达到氧化氢分解析出和氧还原的两者需求，同时必须长期耐高温及腐蚀浸泡又不致发生松散、疏松产生漏水、漏液等现象。同时也能完全传导氢氧根离子对合金金属锌、铝、镁等金属产生的电子、电荷完全收集，用最小电阻导出电流、电压达到最佳传输效果，使气、液、电三相平衡工作。

目前，传统的金属空气燃料电池空气电极的制作方式为催化反应膜+导电集流网+防水层(如图3所示)的结构形成制作。催化物质是由聚四氟乙烯、聚乙二醇等粘接物质与催化剂混合辊压而成。因其受电解液腐蚀、温度升降收缩膨胀，在工作一段时间后随着反复运动而导致结构改变而疏松最终导导致工作性能变差，漏液至工作结束，导致寿命不长效率低下。

传统的空气电极催化层是由导电碳黑+催化物质+造孔剂+聚四氟乙烯经辊而制成，其粘接剂特性是高疏水性和绝缘性这就导致了所制作的空气电极具有很大内阻的特征，由于这种特征的存在，使的空气电极吸收反应后产生的电子、电荷吸收传导困难，又因有这种高绝缘的大电阻原因使其传至集流网上的性能变差变弱，因电阻作用电荷导致其内耗转化为水的升温而增大功耗，减少了电池的转化效率。

同时，传统的制作工艺，因催化膜由防水性材料物质构成，无法以大压力将空气电极固化为板或片，产生无法保证膜表面的杂质被遮盖等问题。

发明内容

本发明提供了一种空气电池用电极结构。解决了现有技术中金属空气燃料电池中空气电极对气、液、电三相反应的平衡。破解了小电阻、高传导、高强度、长寿命等难题。而提供了一种全新的结构形成，很好解决了空气电极的防水性、透气性、优异的成型性、方便性难以同时满足的问题。达到了同时具有低电阻、高传导、少内耗、高强度、高效率等优点，同时具有良好的稳定性，可以满足氧析出氧还原两种需求的空气电极片。

本发明提供了如下方案：

一种空气电池用电极结构，包括：

第一泡沫金属层、氧析出催化反应层以及第二泡沫金属层；所述第一泡沫金属层以及所述第二泡沫金属层各自表面均设置有惰性金属层；所述第一泡沫金属层包含的惰性金属层的外部设置有第一金属银层；

所述第一泡沫金属层、氧析出催化反应层以及第二泡沫金属层由上至下依次设置，并在一定压力下采用压制工艺形成一体式片状结构。