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专利号: 2018101160400
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.提供了一种全固态锌空气电池,包括:凝胶电解质、空气正极、金属锌负极。所述凝胶电解质。制备步骤如下:(1)制备有机凝胶电解质:将丙烯酰胺单体(AM)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)按照6~16质量比混合。加水配成总浓度为10~50%的聚合物溶液。在所述聚合物溶液中加入氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)中的一种或几种。在所述聚合物溶液中加入阳极缓蚀剂。在所述聚合物溶液中加入引发剂和催化剂,充分搅拌,形成均匀的浆料。

将配置好的浆料注入模具中,待浆料完全固化后,脱模,待用。(2)制备空气正极:将集流层、疏水透气层和催化层三个功能层压合而成。(3)制备金属锌负极:采用将金属集流体与活性锌负极在压力机上压为一体结构。(4)将凝胶电解质置于金属锌负极和空气正极中间,采用特制绝缘装夹,将凝胶电解质、空气正极和金属锌负极进行紧固,组装成为全固态锌空气电池。

2.根据权利要求1中所述的氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)与上述有机凝胶中水的质量百分比为0.5~30%。

3.根据权利要求1中所述的阳极缓蚀剂为氧化锌(ZnO)或醋酸锌(Zn(AC)2)中的一种或几种。阳极缓蚀剂与有机凝胶中水的质量比为0.01~0.05。

4.根据权利要求1中所述的引发剂优选过硫酸铵((NH4)2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)与过硫酸钠Na2S2O8)溶液中的一种或几种。引发剂与有机凝胶中水的质量百分比浓度优选0.001~

0.005。

5.根据权利要求1中所述的催化剂优选四甲基乙二胺(TEMED)。催化剂与有机凝胶中水的质量百分比含量优选0.001~0.005。

6.根据权利要求1中所述的空气正极集流层优选泡沫镍和镍网。

7.根据权利要求1中所述的疏水透气层由疏水材料和导电碳材料构成。所述导电碳材料与疏水材料的质量比优选0.1~2。所述导电碳材料优选导电炭黑、活性碳、石墨烯与纳米碳管中的一种或几种。所述疏水材料优选PTFE乳液、PVDF乳液中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的疏水透气层与集流层采用为一体结构。

9.根据权利要求1所述的催化层由导电碳材料、疏水材料和催化剂材料组成。

所述导电碳材料与疏水材料的质量百分比优选0.2~2。所述催化剂材料与导电碳材料和疏水材料的总质量的质量百分比优选0.05~1。所述所述导电碳材料优选导电炭黑、活性碳、石墨烯与纳米碳管中的一种或几种。所述疏水材料优选PTFE乳液、PVDF乳液中的一种或几种。所述催化剂材料优选银、氧化锰、氧化钴、钙钛矿材料、尖晶石材料中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的活性锌负极优选多孔锌网、泡沫锌、锌箔、镀锌镍网、镀锌泡沫镍、镀锌铜网、镀锌泡沫铜中的一种或几种。