本發(fā)明涉及到金屬空氣電池領(lǐng)域，特別是涉及到一種空氣電極極片及其制備方法和空氣電池。

背景技術(shù)：

目前，金屬空氣電池由正極的空氣電極、負(fù)極金屬、電解液構(gòu)成。其中空氣電極是決定電池性能的關(guān)鍵因素。當(dāng)前技術(shù)制造的空氣電極雖然具有催化性能，但是壽命不長；究其原因是因?yàn)殡娊庖和耆采w催化劑的活性點(diǎn)位。因此，要延長空氣電池的壽命，就要阻止電解液完全覆蓋催化劑表面。

現(xiàn)有空氣電極生產(chǎn)技術(shù)是將催化劑、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、增稠劑這幾種物質(zhì)一起攪拌均勻，然后涂布烘干制作成空氣電極。這樣做不但防水效果差，而且內(nèi)阻高。用的材料也較多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的為提供一種能夠生產(chǎn)出使用壽命較高的空氣電極極片及該空氣電極極片的制備方法和具有該空氣電極極片的空氣電池。

本發(fā)明提出一種空氣電極極片，空氣電極極片包括導(dǎo)電骨架、催化劑層和膠水層；導(dǎo)電骨架為泡沫狀；催化劑層為粉末層，催化劑層貼于導(dǎo)電骨架外部；膠水層為網(wǎng)狀并包裹所述導(dǎo)電骨架層和催化劑層，且膠水層為固態(tài)。

進(jìn)一步地，導(dǎo)電骨架為泡沫狀的導(dǎo)電物質(zhì)；導(dǎo)電物質(zhì)為鎳、碳或鐵。

進(jìn)一步地，膠水耐酸堿且耐熱，其耐熱溫度范圍為200℃以上。

進(jìn)一步地，膠水為苯橡膠或聚四氟乙烯。

還揭示了一種上述的空氣電極極片的制備方法，包括以下步驟：

將催化劑粉末和水一起攪拌均勻，形成混合物；

將混合物過濾得到漿狀物；

將漿狀物涂布在導(dǎo)電骨架上；

將涂布有漿狀物的導(dǎo)電骨架烘干形成第一階段的極片；

將第一階段的極片侵入膠水混合物中，在第一階段的極片上附著膠水；

將附有膠水的第一階段的極片取出后烘干，得到烘干的第二階段的極片。

進(jìn)一步地，將附有膠水的第一階段的極片取出后烘干，得到烘干的第二階段的極片的步驟之后還包括：

將烘干的第二階段的極片壓薄，得到第三階段的極片。

進(jìn)一步地，按體積，膠水混合物包括膠水20-25％和分散劑0.5-1％，其余為水。

還揭示了一種空氣電池，其正極端包括一個(gè)或多個(gè)上述的空氣電極極片。

本發(fā)明空氣電極極片及其制備方法和空氣電池，空氣電池的正極包括一個(gè)或多個(gè)空氣電極極片，空氣電極極片由導(dǎo)電骨架結(jié)合催化劑和膠水構(gòu)成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、防水性能好，導(dǎo)致該空氣電極使用壽命長；而且通過空氣電極極片的制備方法能夠快速高效的制備構(gòu)成上述的空氣電極極片。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中空氣電極極片截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中空氣電極極片的制備方法一實(shí)施例的步驟示意圖；

圖3是本發(fā)明中空氣電極極片的制備方法另一實(shí)施例的步驟示意圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照圖1，本發(fā)明揭示了空氣電極極片一實(shí)施例，空氣電極包括一個(gè)或多個(gè)空氣電極極片，空氣電極極片包括導(dǎo)電骨架1、催化劑層2和膠水層3；導(dǎo)電骨架1為泡沫狀；催化劑層2為粉末層，催化劑層2貼于導(dǎo)電骨架1外部；膠水層3為網(wǎng)狀包裹所述導(dǎo)電骨架1和催化劑層2，且膠水層3為固態(tài)。

泡沫狀的導(dǎo)電骨架1即具備導(dǎo)電性能，又有利于與催化劑層2的粉末連接，而且質(zhì)量輕，利用減輕空氣電池的重量。

膠水層3網(wǎng)格裝束縛催化劑層2，即可以增強(qiáng)空氣電極的耐水性能，還可以滿足了催化劑層2的工作需求(與水和氧氣接觸)，與過去的空氣電極相比其防水性能增強(qiáng)，使用壽命更長。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電骨架1為泡沫狀的導(dǎo)電物質(zhì)；導(dǎo)電物質(zhì)為鎳、碳或鐵。

在本實(shí)施例中，膠水層3耐酸堿且耐熱，其耐熱溫度范圍為200℃以上，以適應(yīng)空氣電極的工作環(huán)境要求。

在本實(shí)施例中，構(gòu)成膠水層3的膠水可以為苯橡膠或聚四氟乙烯，可以滿足耐酸堿且在200℃以上耐熱的條件。

參照圖2，本發(fā)明還揭示了空氣電極極片的制備方法，其一實(shí)施例包括以下步驟：

s1、將催化劑粉末和水一起攪拌均勻，形成混合物；

s2、將混合物過濾得到漿狀物；

s3、將漿狀物涂布在導(dǎo)電骨架1上；

s4、將涂布有漿狀物的導(dǎo)電骨架1烘干形成第一階段的極片；

s5、將第一階段的極片侵入膠水混合物中，第一階段的極片上附著膠水；

s6、將附有膠水的第一階段的極片取出后烘干，得到烘干的第二階段的極片。

采用該方法生產(chǎn)空氣電極的極片，方法操作簡單，生產(chǎn)效率高。

在上述步驟s1中，催化劑成粉末狀，不但方便催化劑在空氣電池工作時(shí)快速反應(yīng)，而且可以方便將催化劑附著到電極上。

在上述步驟s2中，漿狀物更容易附著到物體上，漿狀物通過過濾的方式得到，簡單方便。

在上述步驟s3中，部分漿狀物可以通過縫隙侵入導(dǎo)電骨架1，催化劑與導(dǎo)電骨架1連接緊密；其中涂布是指將糊狀聚合物、熔融態(tài)聚合物或聚合物熔液涂布于紙、布、塑料薄膜、固體條等上制得復(fù)合材料的方法。

在上述步驟s4中，第一階段的極片為導(dǎo)電骨架1上附著催化劑的條形固體，第一階段的極片中催化劑包裹導(dǎo)電骨架1構(gòu)成催化劑層2。

在上述步驟s5中，第一階段的極片侵入膠水混合物中后，膠水混合物包括膠水、水和分散劑，干燥的第一階段的極片極易吸附膠水混合物中的膠水，分散劑使膠水均勻分散到水中，第一階段的極片吸附的膠水較均勻。

在上述步驟s6中，烘干第一階段的極片，其外側(cè)的膠水凝固為網(wǎng)狀分布的膠水層3；膠水層3能夠增強(qiáng)極片的防水性能，步驟s6中得到的第二階段的極片已經(jīng)可以一片或者多片組合構(gòu)成空氣電池的空氣電極，該空氣電極為空氣電池的正極。

參照圖3，在本實(shí)施例中，步驟s6之后還包括：

s7、將烘干的第二階段的極片壓薄，得到第三階段的極片。

在上述步驟s7中，將第二階段的極片壓薄可以減少極片內(nèi)各組成間的空隙使各組成間接觸更緊密，減少極片的電阻，還增強(qiáng)了極片的強(qiáng)度，而且還能使膠水層3粘貼更緊密；因此第三階段的極片的導(dǎo)電性能優(yōu)于第二階段的極片，一片或者多片第三階段的極片組合構(gòu)成空氣電池的空氣電極。

在一些實(shí)施例中，按體積，膠水混合物包括膠水20-25％和分散劑0.5-1％，其余為水。

在本實(shí)施例中，按體積，膠水混合物包括膠水20％和分散劑1％，其余為水；膠水受分散劑的作用混合在水中，當(dāng)經(jīng)過步驟s4加工后的第一階段的極片放入膠水混合物中后，干燥的第一階段的極片吸水同時(shí)也將膠水吸附到表面，膠水成網(wǎng)狀覆蓋于極片表面，由于膠水有粘性，膠水吸附在極片上不易脫落，在經(jīng)過烘干處理后膠水停留在極片的表面束縛極片的催化劑層2使催化劑層2中的催化劑不易脫落，使極片防水性能大大增強(qiáng)。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電骨架1為泡沫狀的導(dǎo)電物質(zhì)；導(dǎo)電物質(zhì)為鎳、碳或鐵；導(dǎo)電骨架1既具有導(dǎo)電性能，又具有耐酸堿性能，便于空氣電極的工作。

本發(fā)明還公開了一種空氣電池，其正極端包括一個(gè)或多個(gè)空氣電極極片。

本發(fā)明空氣電極極片及其制備方法和空氣電池，空氣電池的正極包括一個(gè)或多個(gè)空氣電極極片，空氣電極極片由導(dǎo)電骨架結(jié)合催化劑和膠水構(gòu)成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、防水性能好，導(dǎo)致該空氣電極使用壽命長；而且通過空氣電極極片的制備方法能夠快速高效的制備構(gòu)成上述的空氣電極極片。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。