[发明专利]一种镁金属空气电池用防水透气层材料的固结制备方法

说明书

本发明提供了一种镁金属空气电池用防水透气层材料的固结制备方法，包括如下步骤：选取导电材料和粘结剂胶体材料；过筛，加入溶剂中搅拌；边搅拌边加入选择好的结剂胶体材料；将搅拌后的导电材料和粘结剂胶体材料的混合物涂刮在电极集流体骨架表面，并干燥，得到复合体材料；将复合体材料同时加热加压进行固化，卸除压力，常温下冷却，得到所述防水透气层材料。本发明所述制备方法简化了防水透气层与集流体之间的粘结工艺，提高了防水透气层兼具疏水和透气的效果，简化了空气电池防水透气电极的制备工艺，适合规模化批量生产，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及新能源电池材料的开发及应用技术领域，特别涉及一种镁金属空气电池用防水透气层材料的固结制备方法。

背景技术

金属空气电池是以活性金属材料作为负极，催化剂作为正极，利用两者之间的电化学反应将化学能转化为电能的电池，空气电池的正极，一般由催化剂和防水透气层两部分组成，催化剂中的活性物质与金属负极反应而放出电能，而空气中的氧气，通过防水透气层到达催化剂中的气-固-液三相界面维持该电化学反应的持续进行。若防水透气层中氧气的扩散通道减少，或者催化剂中发生反应的电解液进入防水透气层，造成氧气扩散通道被淹没，都会导致氧气在空气正极中扩散过程缓慢，电极整体性能下降。因此，防水透气层的成分和制备技术是评判正极性能的一个重要指标，制备性能优良的防水透气层材料是成功实现金属空气电池电化学放电过程的关键。

目前，针对金属空气电池防水透气层材料的制备技术主要采用压延工艺。该技术是将导电材料与防水胶混合成面团状，通过对辊机进行多次轧制碾压后获得防水透气膜，再与催化剂进行复合辊压，最终将催化剂与防水透气材料碾压成一体。专利CN201310745120.X中，将粉末状导电碳黑、无水乙醇及防水透气的聚四氟乙烯乳液混合加热，不断搅拌成胶团，经对辊机反复碾压成薄片，制得防水透气膜。这种反复辊压的制备工艺工序长。专利CN201911107418.1则采用热合硫化法制备空气电极防水透气材料，将防水材料在反应釜中高温混合且进行粉碎后处理，热合硫化的空气电极需要20～36小时的长时间萃取，工艺繁琐、工序长。专利CN201711280080.0提出排水固结法制备空气电极，将碳材料、粘胶剂和水等混合得到膏体，放入模具内进行固结压实，然后再经高温处理后得到空气电极，这种固结方法生产周期长，效率较低。

目前，在空气电池正极制备防水透气层材料工艺复杂，防水透气层的透气量小，电解液容易在防水透气层发生漏液，阻塞氧气扩散通道，造成电化学反应停顿，因此，有必要提供一种能克服以上困难的空气电池用防水透气层材料的固结制备方法。

发明内容

本发明提供了一种镁金属空气电池用防水透气层材料的固结制备方法，其目的是为了克服传统防水透气层材料工艺复杂，防水透气层的透气量小，电解液容易在防水透气层发生漏液，阻塞氧气扩散通道的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种镁金属空气电池用防水透气层材料的固结制备方法，包括如下步骤：

S1、选取导电材料和粘结剂胶体材料；

S2、将选择好的导电材料进行过筛，加入溶剂中搅拌；

S3、向S2所得混合物中边搅拌边加入选择好的结剂胶体材料；

S4、将搅拌后的导电材料和粘结剂胶体材料的混合物涂刮在电极集流体骨架表面，并干燥，得到复合体材料；

S5、将S4所得的复合体材料同时加热加压进行固化，所述加热温度为150℃～350℃，加压压力为10～30MPa，固化保温保压时间为15min～120min；

S6、卸除压力，常温下冷却，得到所述防水透气层材料。