薄膜铝空气电池阴极的制备

将MnO_2、纳米TiO_2分别与La_2O_3、SrO、CeO_2按一定的质量比例混合组成复合催化剂。由复合催化剂所制空气阴极与铝阳极、KOH-聚丙烯酸凝胶电解质组装成薄膜铝空气电池。通过恒流放电测试电池性能,确定催化剂的性能和最佳组成。结果表明,MnO_2复合催化剂性能优于纳米TiO_2复合催化剂。最佳MnO_2复合催化剂为MnO_2-La_2O_3-SrO(5∶4∶2)。由其所制电池在放电电流60 mA时的容量密度与能量密度均最大,分别为1008.73 Ah/kg,1572.05 Wh/kg。

薄膜铝空气电池聚丙烯酸凝胶电解质的制备

采用聚丙烯酸与氢氧化钾溶液结合,制备凝胶电解质。选择铝丝作为金属阳极,空气电极作为阴极,与所制凝胶电解质组装成薄膜铝-空气电池。采用单因素法,通过测试所制电池的放电性能,确定凝胶电解质的最佳制备条件。结果表明:选取中速滤纸作为纸基材料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为0.50 g、氢氧化钾溶液的质量分数为37.5%、过硫酸钾的质量为0.20 g时,所制得的电解质与阴阳极组装的薄膜铝-空气电池在放电电流为20 mA时,能量密度最大,性能最好。

薄膜铝空气电池阴极复合催化剂性能研究

采用棒状alpha-MnO2作为阴极主催化剂,并掺杂La2O3和CeO2制成复合型催化剂,使用1 mm厚碱性凝胶聚合物电解质膜,组装成薄膜聚合物电解质铝空气电池。在0.5×10–3 A·cm–2电流密度下恒流放电考察不同阴极催化剂的性能,Mn-La和Mn-Ce型电化学性能均低于Mn-La-Ce型催化剂。随后的实验中,分别测试了薄膜铝空气电池在0.8×10–3和1.1×10–3 A·cm–2电流密度下的放电性能,并在1.1×10–3 A·cm–2电流密度下得到其容量密度为8.91×10–3 Ah·cm–2,能量密度为11.46×10–3 Wh·cm–2,以及功率密度为1.42×10–3 W·cm–2。