[发明专利]一种铝空气电池用银纳米催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及铝空气电池技术领域，尤其涉及一种铝空气电池用银纳米催化剂及其制备方法，所述铝空气电池用银纳米催化剂由银源与保护剂、络合剂湿法混合后，经还原剂还原，然后加入碳粉混合后制得。本发明的铝空气电池用银纳米催化剂通过保护剂和络合剂的作用，减缓银离子的还原速度，有效的减小纳米银的粒径，制备出粒径小且均匀纳米银溶体；制备方法简单，对设备无特殊要求，易于产业化。

技术领域

本发明涉及铝空气电池技术领域，尤其涉及一种铝空气电池用银纳米催化剂及其制备方法。

背景技术

铝空气电池是以空气中的氧气为阴极活性物质，金属铝为阳极活性物质，与无机电解质组成的一种新型电池，其理论比能量高达8135Wh/kg，实际比能量可达900Wh/kg；其还具有容量大、寿命长、使用安全和环境友好等优点；因此自其诞生以来就受到了研究人员的广泛关注，被称为“面向21世纪的绿色能源”。

目前，铝空气电池的研究重点主要集中在电池正极的催化层，其中催化剂的高效性和稳定性近年来受到了广泛的关注。现有的铝空气电池的电池正极的催化层存在催化剂分散性不均、导致铝空气电池性能下降的问题。

发明内容

本发明为了克服传统铝空气电池的电池正极的催化层中催化剂分散性不均、导致铝空气电池性能下降的问题，提供了一种粒径小且均匀的铝空气电池用银纳米催化剂。

本发明还提供了一种铝空气电池用银纳米催化剂的制备方法，操作简单，对设备无特殊要求，易于产业化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种铝空气电池用银纳米催化剂，所述铝空气电池用银纳米催化剂由银源与保护剂、络合剂湿法混合后，经还原剂还原，然后加入碳粉混合后制得。

本发明通过银离子与络合剂的络合作用，减缓银离子的还原速度，有效的减小纳米银的粒径，制备出粒径小且均匀纳米银溶体。保护剂的作用是稳定纳米银胶粒，防止其团聚；碳粉的作用是使纳米银高度分散，制得较高活性催化剂。

作为优选，所述银源为硝酸银。

作为优选，所述保护剂选自可溶性淀粉，TX-10乳化剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种混合。

作为优选，所述络合剂选自尿素和氨水中的一种或两种混合。

作为优选，所述还原剂选自水合肼，乙醛、乙醇中的一种或几种混合。

作为优选，所述碳粉为卡博特碳粉。

一种铝空气电池用银纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将保护剂和络合剂加入到去离子水中，加热并搅拌均匀，得混合液；

(2)在混合液中加入还原剂，搅拌均匀后，逐滴加入银源，搅拌后得纳米银溶体；

(3)将纳米银溶体与碳粉混合均匀后，加热，将水蒸发完全，即得铝空气电池用纳米银催化剂。

作为优选，步骤(1)中，所述混合液中，所述保护剂的浓度为0.01～0.05M，所述络合剂的浓度为0.1～0.5M；加热温度控制在60～80℃。

作为优选，步骤(2)中，所述还原剂与银源的物质的量比为1:(2～2.5)，更优选为1：2。

作为优选，步骤(3)中，所述碳粉在纳米银溶体中的添加量为4～5mg/mL，更优选为5mg/mL。

因此，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的铝空气电池用银纳米催化剂通过保护剂和络合剂的作用，减缓银离子的还原速度，有效的减小纳米银的粒径，制备出粒径小且均匀纳米银溶体；

(2)制备方法简单，对设备无特殊要求，易于产业化。