[发明专利]一种中性锌-空气电池及其制造方法

摘要

本发明公开了一种中性锌‑空气电池及其制造方法。本发明首先以聚苯胺、双氰胺和三聚氰胺为氮源和部分碳源，用热解法制备了镍钴掺杂的C‑N复合物催化剂Ni‑Co/C‑N；双氰胺热解所产生的石墨烯片同时也有利于催化剂本身的导电性；然后将Ni‑Co/C‑N涂覆在碳纸的表面组成空气电极；最后以KNO3溶液作为电解质，分别以空气电极与锌片为正极与负极，组装成中性锌‑空气电池。本发明的Ni‑Co/C‑N催化剂的制备过程简单，成本低；所发明的中性锌‑空气电池性能稳定，有效避免了电池的自发放电，电池能以较高的电流密度稳定放电。

主权项

1.一种中性锌‑空气电池的制造方法，其特征是，包括以下步骤：（1）制备催化剂前驱体：将苯胺加入到HCl溶液中，搅拌溶解，命名为溶液A；同时称取Ni(CH₃COO)₂•4H₂O、Co(CH₃COO)₂•4H₂O、(NH₄)₂S₂O₈及双氰胺，溶于HCl溶液，此为溶液B；将溶液A倒入溶液B中，搅拌均匀后静置；再将上述溶液旋蒸后，干燥，得到前驱体Ni‑Co@PANI‑DCD；所述HCl浓度为1 mol L^‑1；（2）将前驱体Ni‑Co@PANI‑DCD，多壁碳纳米管（CNT）及三聚氰胺混合后，充分球磨，干燥，取出固体混合物；最后再将固体混合物在N₂气氛下、以4 ℃ min^‑1的升温速度加热到600 ℃并保温1 h，再继续升温至800 ℃并保温4 h，得到镍钴掺杂C‑N复合材料催化剂（Ni‑Co/ C‑N）；（3）将上述Ni‑Co/ C‑N催化剂与纯水混合，再加入质量百分数为5%的全氟磺酸型聚合物溶液，将混合物超声处理，形成的稠状物均匀地涂覆在碳纸的其中一个表面上，形成空气电极；（4）将上述空气电极与锌片组装成中性锌‑空气电池。