[发明专利]一种碳复合物催化电极的制备方法和铝空气电池装置

说明书

本发明公开一种碳复合物催化电极的制备方法和铝空气电池装置，包括以下步骤：将莲蓬壳洗涤、干燥、粉粹，过筛，得莲蓬壳粉体；将所述莲蓬壳粉体与高锰酸钾溶液和硫酸亚锰溶液混合，于140～160℃水热反应11～13h，将所得产物离心过滤、干燥，在惰性气体氛围下加热到400‑600℃，保温1‑3h，得到Mn_0.98O₂/C粉体；将所述Mn_0.98O₂/C粉体与乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，使用无水乙醇做分散剂，研磨得混合物；将所述混合物涂敷在泡沫镍上，然后真空干燥后得到碳复合物催化电极。本发明方法简单，操作方便，且本发明提供的铝空气电池装置，方便了电池的组装和拆卸，且铝电极腐蚀速率较低且电池效率较高。

技术领域

本发明涉及电池技术领域技术领域，特别涉及一种碳复合物催化电极的制备方法和铝空气电池装置。

背景技术

随着人类社会的高速发展，人们对能源的需求越来越大，随着现有石油资源的大量开采，石油资源的价格将不断上涨，这迫使人类需要找到合适的替代能源，在选择能源时，会优先考虑资源丰富、价格低廉，对环境友好的能源。铝是地壳中含量最多的金属元素，具有来源广、无毒性、存放稳定等优点，自20世纪40年代起受到人们的关注，在多个领域有所利用，尤其是电池领域。虽然铝空气电池具有能量密度大、质量轻、材料来源丰富、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等优点，但也存在着一些制约其发展的关键问题，如：铝易腐蚀，铝表面的氧化层使得铝的活性受到抑制，输出功率密度低等，因此提供一种铝电极不易自腐蚀，且电池效率高的电池，成了本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种碳复合物催化电极的制备方法和铝空气电池装置，旨在提供一种原料易得、制备工艺简单、有丰富的孔结构，且具有高催化活性的电极制备方法。

为实现上述目的，本发明提出一种碳复合物催化电极的制备方法，包括以下步骤：

将莲蓬壳洗涤、干燥、粉粹，过筛，得莲蓬壳粉体；

将所述莲蓬壳粉体与高锰酸钾溶液和硫酸亚锰溶液混合，于140～160℃水热反应11～13h，将所得产物离心过滤、干燥，在惰性气体氛围下加热到400-600℃，保温1-3h，得到Mn_0.98O₂/C粉体；

将所述Mn_0.98O₂/C粉体与乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，使用无水乙醇做分散剂，研磨得混合物；

将所述混合物涂敷在泡沫镍上，然后真空干燥后得到碳复合物催化电极。

可选地，将所述莲蓬壳粉体与高锰酸钾溶液和硫酸亚锰溶液混合，于140～160℃水热反应11～13h，将所得产物离心过滤、干燥，所述干燥的干燥温度为75～85℃，干燥时间为11～13h。

可选地，将所述莲蓬壳粉体与高锰酸钾溶液和硫酸亚锰溶液混合，140～160℃水热反应11～13h，然后过滤干燥的步骤中，

所述莲蓬壳粉体与所述高锰酸钾溶液和所述硫酸亚锰溶液的固液比为1.2g：(30～50)ml：(30～50)ml。

可选地，所述高锰酸钾溶液的浓度为0.04～0.06mol/L，所述硫酸亚锰溶液的浓度为0.07～0.08mol/L。

可选地，将所述Mn_0.98O₂/C粉体与乙炔黑和聚偏氟乙烯混合，使用无水乙醇做分散剂，研磨得混合物的步骤中，所述Mn_0.98O₂/C粉体、乙炔黑、聚偏氟乙烯的质量比为17：(2～4)：(1～3)。

可选地，所述Mn_0.98O₂/C粉体、乙炔黑以及聚偏氟乙烯的总质量与所述无水乙醇的体积比为1g：(0.1～0.3)ml。