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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. 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;所述凝胶电解质的制备步骤如下:(1)制备凝胶电解质:将丙烯酰胺单体和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺按照

10~12:1质量比混合;加水配成总浓度为4.3~5.3%的聚合物溶液;在所述聚合物溶液中加入氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或几种;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;所述的氢氧化钾或氢氧化钠与上述聚合物溶液中水的质量比为1:10;所述的阳极缓蚀剂为氧化锌和醋酸锌中的一种或几种;阳极缓蚀剂与聚合物溶液中水的质量比为0.03:1;所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾与过硫酸钠溶液中的一种或几种;引发剂与聚合物溶液中水的质量百分比浓度为

0.001~0.005;所述的催化剂为四甲基乙二胺;催化剂与聚合物溶液中水的质量百分比含量为0.001~0.005。

2.根据权利要求1所述的全固态锌空气电池,其特征在于,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为0.4~0.5:1;所述导电碳材料为导电炭黑、活性碳、石墨烯与纳米碳管中的一种或几种;所述疏水材料为PTFE乳液、PVDF乳液中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的全固态锌空气电池,其特征在于,所述的疏水透气层与集流层采用为一体结构。

4.根据权利要求1所述的全固态锌空气电池,其特征在于,所述的催化层由导电碳材料、疏水材料和催化剂材料组成;

所述催化层的导电碳材料与疏水材料的质量百分比为0.2~2;所述催化剂材料,与催化层的导电碳材料和疏水材料的总质量的质量百分比为1:3;所述导电碳材料为导电炭黑、活性碳、石墨烯与纳米碳管中的一种或几种;所述疏水材料为PTFE乳液、PVDF乳液中的一种或几种;所述催化剂材料为银、氧化锰、氧化钴、钙钛矿材料、尖晶石材料中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的全固态锌空气电池,其特征在于,所述的活性锌负极为多孔锌网、泡沫锌、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。