[发明专利]铝空气电池催化剂的清洗方法及其清洗液

说明书

本发明揭示了一种铝空气电池催化剂的清洗方法及其清洗液，包括步骤：在第一温度下，将催化剂与第一清洗液混合搅拌第一指定时间并过滤，得到第一滤渣；在第二温度下，将第一滤渣与第二清洗液混合搅拌第二指定时间并过滤，得到第二滤渣；在第三温度下，将第二滤渣与第三清洗液混合搅拌第三指定时间并过滤，得到第三滤渣；在第四温度下，用纯净水将第三滤渣进行清洗并过滤，直至滤液的PH值达到6‑8之间，得到清洗后的催化剂。通过酸性较弱的第一清洗液和第二清洗液对催化剂进行清洗达到调整酸碱度的目的；通过酸性较强的第三清洗液对催化剂的表面进行腐蚀，使催化剂的表面粗糙度变大从而增大催化剂的接触面积，提高催化性能。

技术领域

本发明涉及到新能源领域，特别是涉及到一种铝空气电池催化剂的清洗方法及其清洗液。

背景技术

金属空气电池是新一代绿色蓄电池，它制造成本低、比能量高、原材料可回收利用，性能优越。目前研究较多的金属空气电池有锌空气电池、铝空气电池和锂空气电池等。在电位序中，铝比锌更活泼，可以获得较高的电池电压；一个铝原子可以释放出三个电子，铝可提高电池的能量；此外，铝储量丰富、价格低廉，故铝空气电池的研究进展十分迅速，是一种很有发展前途的空气电池。

铝空气电池，是以铝与空气作为电池材料的一种新型电池。铝作为空气电池的阳极材料有其独特的优点：电化学当量高，铝的电化学当量为2980A·h/kg，为除锂外最高的金属；电极电位较负，在碱性溶液中其标准电极电位为-2.35V(vs.SHE)，对阳极材料来说，电位越负越好，电池能提供更大的电动势；铝的资源丰富，价格低廉。目前，空气电池用铝阳极材料存在的首要问题是：铝在碱性溶液中自腐蚀很严重，造成阳极利用率大大降低，阻碍了铝空气电池的商业化应用。研究人员通过微合金化开发出新型铝阳极材料，以及添加相应的电解液缓蚀剂，可减小铝的自腐蚀速率。铝空气电池阳极材料常用的合金化元素主要有锌、镁、稼、铟、锡、铅、汞、铋等。这些元素添加到铝中形成三元、四元等多元合金。

铝空气电池由铝阳极、空气阴极和电解液组成；在放电过程中，空气中的氧气通过空气阴极进入电解液到达反应界面发生还原反应而释放出电能。其中催化层是空气电极的关键部分，对其电化学性能起着决定性的作用，铝空气电池的性能很大程度上取决于所选用的阴极催化剂。空气电极性能又能直接影响电极反应平衡，因此，提升其性能可以在一定程度上提高铝空气电池负极的利用率，抑制负极铝的自腐蚀，常用的铝空气电池催化剂一般包括以下种类：

贵金属催化剂：常用的是铂和银，其催化活性高性能比较稳定，但是由于价格比较昂贵且资源短缺所以可采用率不高。

金属大环化合物催化剂：有机金属大环化合物对氧气还原有良好的催化活性，特别是当它们吸附在大表面积碳上时。且它们的活性和稳定性可通过热处理得到显著提高。因此可望代替贵金属氧气还原催化剂。常见的金属大环化合物的合成方法有热分解法和前驱体制备法。但是由于热分解法的热处理过程会导致金属大环化合物与碳基体发生反应，前驱体法制备的催化剂活性差，所以应用也存在有一定问题。

钙钛矿型氧化物催化剂：钙钛矿型氧化物对氧气的还原和析出具有较高的催化活性，且价格低廉，因此在铝空气电池和燃料电池中具有广阔的应用前景。现在的对钙钛矿氧电极催化剂的研究主要集中在改进制备方法和寻找新的取代元素以提高催化性能。无定形前躯体法，特别是苹果酸前躯体法，能制备出晶粒细小、大比表面积的钙钛矿氧化物，从而大大提高它们的催化活性，是目前较好的制备钙钛矿氧化物的方法。

廉价催化剂：最主要的代表是二氧化锰催化剂，它的最大优势在于原料丰富、成本低廉可广泛应用于水性或非水性电解液的电池，但是单一的二氧化锰电催化活性有一定限制，所以人们在这方面的研究从来没有停止。

AB2O4尖晶石型氧化物催化剂：尖晶石的晶格为面心立方。单位晶胞中有32个密堆积的02-离子，64个四面体空隙和32个八面体空隙被金属离子占据。尖晶石的脱水活性与B离子位于四面体空隙的分数有关，分数越大，催化剂表面酸性增加，脱水活性增大，一般铝空气电池不采用这种催化剂。