[发明专利]一种锂空气电池气体扩散层微孔层制备方法

说明书

本发明属于锂空气电池领域，主要涉及一种锂空气电池气体扩散层微孔层制备方法。本发明方法先制备混合浆料，混合浆料为25mg乙炔黑、25mg多壁碳纳米管、500mg 1％的PTFE稀释液混合后再加入到50ml乙醇中搅拌混匀，或者是50mg多壁碳纳米管、500mg 1％的PTFE稀释液混合后再加入50ml乙醇中搅拌混匀；混合浆料抽滤成膜，烘干；将膜通过相应的浆料为粘结剂粘压在碳纸上即得。本发明方法相比传统刮涂方法减少了人为因素的影响，相比喷涂的方法减少了操作时间和操作难度，相比丝网印刷的方法减少了对丝网印刷机器的依赖，适于大规模生产。

技术领域

本发明属于锂空气电池领域，主要涉及锂空气电池气体扩散层微孔层制备方法的改进。

背景技术

锂空气电池是利用锂金属与空气中的氧气可逆反应的高比容量电池技术。其理论能量密度上限达到11000Wh/Kg远高于目前锂离子电池200Wh/Kg实际能量密度。气体扩散层在锂空气电池中起到支撑催化层、收集电流、传导气体、阻挡空气中的水份的重要作用。对锂空气电池正极催化剂的性能起着重要作用。

目前气体扩散层制备方法为在碳纸上刮涂、喷涂、丝网印刷一层作为微孔层的炭黑或碳纳米管。其中微孔层拥有高导电性、低孔隙率、高疏水性，是保证气体扩散层收集电流、传导气体、阻挡空气中水份重要部分。刮涂添加微孔层方法是将碳粉浆料倒在碳纸上用刮板刮平碳粉浆料然后烘干制备微孔层，这种方法需要手工操作，人为因素较多微孔层均一性难以控制。喷涂添加微孔层方法是将碳粉浆料通过高压喷枪喷到碳纸上烘干制备微孔层，这种方法制备微孔层均一性好但耗时长，通常要30分钟以上，难以大规模使用。丝网印刷添加微孔层方法是采用丝网印刷机在碳纸上添加微孔层，需要相应的丝网印刷设备。因此，需要对现有的制备方法进行改进，以简化制备过程，缩短制备时间。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种锂空气电池气体扩散层微孔层制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种锂空气电池气体扩散层微孔层制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)稀释PTFE溶液：

将质量分数60％的PTFE浓缩液用去离子水稀释，得到1％的PTFE稀释液；

(2)制备微孔层浆料：

取25mg乙炔黑、25mg多壁碳纳米管、500mg1％的PTFE稀释液倒入50ml乙醇中，超声搅拌，制备混合浆料；

(3)将混合浆料抽滤后成膜，烘干；

(4)在碳纸上滴加步骤(2)制备的混合浆料作为粘结剂，再将步骤(3)制备的膜压在碳纸上粘结。

本发明还提供了一种锂空气电池气体扩散层微孔层制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)稀释PTFE溶液：

将质量分数60％的PTFE浓缩液用去离子水稀释，得到1％的PTFE稀释液；

(2)制备微孔层浆料：

取50mg多壁碳纳米管、500mg1％的PTFE稀释液倒入50ml乙醇中，超声搅拌，制备混合浆料；

(3)将混合浆料抽滤后成膜，烘干；

(4)在碳纸上滴加步骤(2)制备的浆料作为粘结剂，再将步骤(3)制备的膜压在碳纸上粘结。