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专利号: 2018102995525
申请人: 江南大学
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:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种纳米纤维空气电池阴极,其特征在于,所述米纤维空气电池阴极是以聚丙烯腈(PAN)为成纤基体材料,通过静电纺丝方法,在电场力下使静电纺丝在经溶剂挥发后形成纳米尺寸的纤维,在接地的金属滚筒上收集后得到含有苯胺单体的PAN纳米纤维膜;而后,将苯胺单体通过化学氧化的方法在PAN纳米纤维中原位聚合,最终得到聚苯胺-聚丙烯腈纳米纤维阴极材料。

2.根据权利要求1所述纳米纤维空气电池阴极,其特征在于,所述静电纺丝由PAN、苯胺单体和纺丝溶剂二甲亚砜组成。

3.根据权利要求1所述纳米纤维空气电池阴极,其特征在于,所述PAN的质量分数为10-

20%,苯胺单体的质量分数为5-10%,溶剂的质量分数为70-85%。

4.一种制备权利要求1-3任一所述纳米纤维空气电池阴极的方法,其特征在于,所述方法的具体步骤如下:(1)配制静电纺丝溶液:在PAN粉体中加入一定比例的苯胺单体,混合后加入溶剂二甲亚砜,搅拌使其溶解均匀;

(2)纳米纤维前驱体制备:将静电纺丝溶液置于针筒中,在电场力下使静电纺丝在经溶剂挥发后形成纳米尺寸的纳米纤维;

(3)苯胺的原位氧化聚合:将得到的纳米纤维在过硫酸铵溶液中浸泡后,在冰水浴中反应10小时;反应后清洗干燥,得到聚苯胺-聚丙烯腈纳米纤维。

5.根据权利要求4所述方法,其特征在于,所述步骤(1)中PAN的质量分数为10-20%,苯胺单体的质量分数为5-10%,溶剂的质量分数为70-85%。

6.根据权利要求4所述方法,其特征在于,所述步骤(2)中纳米纤维前驱体制备具体方法为:将静电纺丝溶液置于针筒中,纺丝溶液的推进速度为1.0-5.0ml/h,环境温度为20-60℃,喷嘴直径为1.5-2.0mm,接收距离为10-20cm,纺丝电压为9-10kV,使用接地的转筒接收纤维。

7.根据权利要求4所述方法,其特征在于,所述步骤(3)中的过硫酸铵溶液的pH为2.5-

3.5。

8.根据权利要求4所述方法,其特征在于,所述步骤(3)中的过硫酸铵溶液浓度为0.03-

0.05g/mL。

9.根据权利要求4所述方法,其特征在于,所述步骤(3)中的清洗干燥是采用蒸馏水清洗后,通过真空干燥,所述干燥温度为55-60℃。

10.一种纳米纤维空气电池的制备方法,其特征在于,所述方法为以权利要求1-3任一所述聚苯胺-聚丙烯腈纳米纤维为阴极,采用锌板为阳极,含有0.02g/ml醋酸锌的PVA凝胶为聚电解质,组成空气电池。