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专利号: 2016108396699
申请人: 嘉兴学院
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池,其特征在于,所述的基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池从上至下依次由集流体(1)、铝箔金属阳极(2)、气凝胶电解质(3)、碳膜空气阴极(4)层叠而成,所述的基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池通过以下步骤制备:(1)将集流体与铝箔金属阳极贴合,辊压成0.03-0.06mm的薄片;

(2)气凝胶电解质的制备:通过丝网打印的方法在玻璃基板表面打印10-15μm厚的液态凝胶,将其真空冷冻干燥至玻璃基板表面液态凝胶形成孔隙率为90%-98%的气凝胶,配制25℃条件下pH值为14.3的KOH水溶液,并向KOH水溶液中添加0.3-1.5g的ZnO,水浴超声振荡

10-15分钟,得到澄清透明的碱性水溶液,将玻璃基底及其表面的气凝胶共同浸润在澄清的碱性水溶液中,2-3分钟后将气凝胶从玻璃基板表面剥离,继续浸润8-12分钟,使气凝胶充分吸收碱性水溶液以形成气凝胶电解质;

(3)碳膜空气阴极的制备:将电极材料活性炭、乙炔黑、二氧化锰MnO2、氧化锶SrO、三氧化二镧La2O3、碳纳米管、聚合物粘结剂聚偏氟乙烯PVDF,按照质量分数40 wt%、10 wt%、10 wt%、2 wt%、8 wt%、10 wt%、20 wt%混合,研磨8-15分钟至充分混合均匀,而后加入有机溶剂N-甲基吡咯烷酮NMP形成空气电极的悬浊液,将制备完成的悬浊液均匀地喷涂在玻璃基底表面,将喷涂后的玻璃基底浸于蒸馏水中,2-3分钟后可轻松将电极材料从玻璃基底表面剥离,将电极材料平铺在滤纸表面,使用真空吸盘抽滤其中残留的水分及NMP溶液;

(4)柔性铝空气电池的封装:在气凝胶电解质的一侧贴合碳膜空气阴极,在气凝胶电解质另一侧贴合铝箔金属电极和集流体辊压的薄片,使用聚乙烯PE薄膜封装。

2.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池,其特征在于,所述的集流体为镍网材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池,其特征在于,所述的气凝胶电解质的孔隙率为90% 99.8%、孔径分布宽为0.3 100 nm。

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4.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池,其特征在于,所述的步骤(2)中在玻璃表面用于打印液态凝胶的打印墨水为未干漂白的桦木硫酸盐浆。

5.根据权利要求4所述的一种基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池,其特征在于,所述的未干漂白的桦木硫酸盐浆悬浊液注入微射流机中,在150MPa压强条件下分别经过500μm -600μm陶瓷腔室和200μm -300μm金刚石腔室,以使未干漂白的桦木硫酸盐浆充分混合均匀,作为打印墨水。

6.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶电解质的柔性铝空气电池,其特征在于,所述的气凝胶平均厚度为10-15μm。