[发明专利]一种锌空气电池、锌空气电池制备方法及装置

权利要求书

1.一种锌空气电池，其特征在于，包括：

金属异质结阴极、金属单原子+碳阴极、锌阳极、电池壳体、电解质槽、电解液、第一导线、第二导线、第三导线，所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线为金属导电线，所述金属异质结阴极为TiO₂/MoS₂异质结阴极或者ZnO/MoS₂异质结阴极，所述TiO₂/MoS₂异质结阴极为碳纸或碳布上沉积MoS₂/TiO₂形成的异质结，所述ZnO/MoS₂异质结阴极为碳纸或碳布上沉积ZnO/MoS₂形成的异质结，所述金属单原子+碳阴极为碳布或碳纸集电极上涂覆金属单原子掺杂碳基体的形成膜，所述金属单原子+碳阴极中的金属单原子为铁、钴、镍、铂或铜；

所述电解质槽内放置有电解液，所述电解质槽的密封板由透光材料制成；

所述锌阳极位于所述电解液中；

所述电解质槽固定于所述电池壳体内部，所述电池壳体上的密封板为透光材料制成；

所述金属异质结阴极位于所述电解质槽中；

所述金属单原子+碳阴极位于所述电解质槽中；

所述第一导线一端与所述电池壳体上的充电端正极接口连接，一端与所述金属异质结阴极连接；

所述第二导线一端与所述电池壳体上的放电端正极接口连接，一端与所述金属单原子+碳阴极连接；

所述第三导线一端与所述锌阳极连接，一端与所述电池壳体上的负极接口连接。

2.权利要求1中锌空气电池的制备方法，其特征在于，包括：

制备存在金属氧化物种子的碳纤维制品，所述金属氧化物种子为TiO₂种子或ZnO种子，所述碳纤维制品为碳纸或碳布；

对所述碳纤维制品进行金属氧化物种子的生长处理；

通过所述碳纤维制品和MoS₂生长溶液制备金属异质结阴极，所述金属异质结阴极为TiO₂/MoS₂异质结阴极或者ZnO/MoS₂异质结阴极；

制备金属单原子+碳阴极，所述金属单原子+碳阴极中的金属单原子为铁、钴、镍、铂或铜；

将金属异质结阴极、金属单原子+碳阴极、锌阳极、电池壳体、电解质槽、电解液、第一导线、第二导线、第三导线进行组合，生成锌空气电池，所述第一导线、所述第二导线、所述第三导线为金属导电线。

3.根据权利要求2的所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物种子为TiO₂种子；

制备存在金属氧化物种子的碳纤维制品，包括：

将碳纤维制品浸入钛酸丁酯溶液中浸泡预设时间；

使用有机溶液冲洗碳纤维制品，进行干燥；

将干燥好的碳纤维制品在惰性气体氛围中进行加热，即可在碳纤维制品上生成TiO₂种子。

4.根据权利要求3的所述的制备方法，其特征在于，所述对所述碳纤维制品进行金属氧化物种子的生长处理，包括：

将生长有TiO₂种子的碳纤维制品转移到高压环境中，加入钛酸丁酯溶液、浓盐酸和去离子水，进行水热处理；

将生长有TiO₂的碳纤维制品取出，用去离子水冲洗，进行干燥，然后在惰性气体氛围下退火处理。

5.根据权利要求4的所述的制备方法，其特征在于，在所述将生长有TiO₂的碳纤维制品取出，用去离子水冲洗，进行干燥，然后在惰性气体氛围下退火处理之后，通过所述碳纤维制品和MoS₂生长溶液制备金属异质结阴极之前，所述制备方法还包括：

采用三电极电镀方法将生长有TiO₂的碳纤维制品置于无水硫酸钠溶液进行电镀；

电镀完成后，用去离子水冲洗生长有TiO₂的碳纤维制品，干燥。