[发明专利]圆柱型金属燃料电池空气电极及其注塑成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆柱型金属燃料电池空气电极及其注塑成型方法。属于电化学技术领域。

背景技术

圆柱型金属燃料电池包括：圆柱型锌空气金属燃料电池、圆柱型铝空气金属燃料电池等电池，该类电池空气电极的制造方法多采用聚四氟乙烯材料及金属集流网滚碾成片状，然后经后期加工成筒状空气电极用于组装圆柱型金属燃料电池或采用聚乙烯材料及及金属集流网经热压、冷压工艺制备成筒状空气电极用于组装圆柱型金属燃料电池，以上两种工艺均存在生产效率低下，无法满足圆柱型金属燃料电池工业化批量生产的要求，同时制备的筒状空气电极性能不稳定，后期电池组装过程中会出现爬碱、渗液现象。

为此，本发明提出了一种圆柱型金属燃料电池空气电极注塑成型方法，该方法生产效率高、成品率高，适合圆柱型金属燃料电池的批量生产。

发明内容

本发明提供一种圆柱型金属燃料电池空气电极及其注塑成型方法，该电极造价低且性能稳定，用该注塑成型方法制作电极生产效率及成品率高，适合圆柱型金属燃料电池的批量生产。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种圆柱型金属燃料电池空气电极，由导电基体与混合剂构成，它是由导电碳黑和聚乙烯、煤油按比例混合后注塑成型制成，所述导电碳黑和聚乙烯、煤油各成分重量百分比为导电碳黑58％～80％，聚乙烯10％～35％，高分子溶剂5％～15％。

所述高分子溶剂可以是煤油或汽油、丙酮、甲苯。

一种圆柱型金属燃料电池空气电极的成型方法，其方法步骤如下：

1)按比例配料，导电碳黑60％～78％，聚乙烯15％～30％，高分子溶剂7％～10％，放入釜中；

2)升温130℃～150℃，搅拌使原料熔融；

3)取出，凉干；再粉碎成Φ2mm～Φ4mm的颗粒，倒入注塑成型机模内；

4)在注塑成型机上一次性注塑成型；

5)抽提萃取，得到圆柱型金属燃料电池空气电极。

本发明所述的圆柱型金属燃料电池空气电极材料还可直接用来制作圆柱型金属燃料电池的外壳板。

本发明的优点是：

1、采用本发明电极材料制作的空气电极造价低且性能稳定。

2、采用注塑成型方法生产圆柱型金属燃料电池空气电极，该方法生产效率高、成品率高，适合圆柱型金属燃料电池的批量生产。

3、采用注塑成型方法生产圆柱型金属燃料电池空气电极可以解决圆柱型金属燃料电池爬碱、渗液问题。

4、采用注塑成型方法生产圆柱型金属燃料电池空气电极具有整体性好、强度高等特点，可以装在金属外壳内使用也可以直接作为圆柱型金属燃料电池的外壳使用，减轻电池重量，省去原有的金属材料及复杂的加工过程，降低电池造价。

具体实施方式

本发明圆柱型金属燃料电池空气电极，是由导电碳黑和聚乙烯、煤油按比例混合后注塑成型制成，所述导电碳黑和聚乙烯、高分子溶剂(煤油或汽油、丙酮、甲苯)按重量百分比为导电碳黑58％～80％，聚乙烯10％～35％，高分子溶剂5％～15％。

本发明圆柱型金属燃料电池空气电极的制备方法具体是：

1)按比例选料、配料，选取总重量的60％～78％量的导电碳黑(导电基体)，辅料总重量15％～30％的聚乙烯，总重量7％～10％的高分子溶剂(煤油或汽油、丙酮、甲苯中的一种)，放入搅拌机(可选用B30型搅拌机)中；

2)升温至130℃～150℃，充分搅拌，使原料熔融；

3)取出，常温下(+20℃)凉干；再用粉碎机(可选用FS 100粉碎机)粉碎成2mm～Φ4mm的颗粒，倒入注塑成型机模(可以是制备空气电极的模，亦可是制备圆柱型金属燃料电池外壳板的模)内；

4)在注塑成型机上一次性注塑成型；

5)抽提萃取，得到圆柱型金属燃料电池的空气电极或电池外壳板。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：

1)按重量比例：按导电碳黑60％、聚乙烯30％、高分子溶剂10％取导电碳黑30公斤、聚乙烯15公斤、煤油5公斤，放入釜(B30型搅拌机)中；

2)升温至130℃，充分搅拌，使原料熔融；

3)取出，常温下(+20℃)凉干；再用FS 100粉碎机粉碎成Φ2mm的颗粒，倒入注塑成型机制备圆柱型金属燃料电池空气电极的模内；

4)在注塑成型机上一次性注塑成型；

5)抽提萃取，得到圆柱型金属燃料电池空气电极。

实施例2：