【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种非水基性金属燃料电池及其实验方法，属于电池领域。
技术介绍
1、金属空气电池归属于一次电池，尽管与其相关的电池被定义为二次电池(可充电)。该电池系统的主要劣势是电池的自放电，实际上就是金属阳极与水和氧气的反应。另一个劣势是空气扩散电极以及电池工作的环境(如潮湿的环境、温度)制约著电池的输出功率，现今的金属空气燃料电池都是使用液态的电解液，再携带与使用上较为不方便，若一个不小心将会漏水，因此本申请研制出一种轻巧、无污染、低成本的非水基性金属燃料电池。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种非水基性金属燃料电池及其实验方法，以解决现有的的金属空气燃料电池都是使用液态的电解液，再携带与使用上较为不方便，若一个不小心将会漏水问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种非水基性金属燃料电池,其结构包括电池外壳，所述电池外壳开口朝上，并且开口处封闭有接触端盖，所述电池外壳内部由上至下依次设有镁合金板、固液混合物电解液层、空气阴极集电网，所述镁合金板为阳极电极，所述空气阴极集电网为阴极电极，所述空气阴极集电网由不锈钢网、催化层、扩散层组成；所述空气阴极集电网的制作方法包括如下步骤：
3、步骤s1，选用过锰酸钾通过水热合成法之回流法技术制备mno，导入模具通过碾压制成催化层；
4、步骤s2，在模具中导入纳米碳球、石墨、聚四氟乙烯，通过碾压制成扩散层；步骤s3，将不锈钢网裁切至与电池外壳内部底
5、所述固液混合物电解液层由固态高分子的3g聚丙烯酸钠、3.5wt％nacl、1.0wt％na2co4组成。
6、进一步地，水热合成法之回流法技术，包括如下步骤：首先取30g/l碳球装入平底烧瓶中，做为催化剂的基材秤取过锰酸钾粉末装入平底烧瓶中，并用去离子水溶解，配製成2m含有碳球的过锰酸钾水溶液平底烧瓶，瓶口装上冷凝管，并加入一个磁石，以隔水加热的方式进行搅拌，于100℃下回流3小时，搅拌速度300rpm，搅拌时间3小时，反应完毕后，将所得的混合溶液装入离心管中，置入超声波震荡机进行震荡，震荡时间10分钟，然后再将离心管置入离心机高速离心收集产物，将离心完的产物，去除液体，只保留固体的部分，然后放置于烘烤箱干燥。
7、进一步地，所述碳球具体为导电碳黑xc-72。
8、进一步地，所述离心机的转速为5500rpm，工作时间为60～80分钟。
9、进一步地，所述烘烤箱温度设定80℃，加热时间为30～40分钟。
10、进一步地，固液混合物电解液层，包括如下放电实验方法：以1、2、3g的聚丙烯酸钠，分别添加0.5wt％、1.0wt％的h2o2和na2co4由10、20ma/cm2下进行全放电测试，当1g聚丙烯酸钠在3.5wt％nacl定电流的10、20ma/cm2下进行全放电测试，电压分别1.48v、1.09v；添加0.5wt％na2co4在10、20ma/cm2下电压为1.67v、1.26v，增加到1wt％时，电压1.74v、1.60v可以发现到当浓度为1wt％时，可以增加含氧量使有较高的电压效果，但添加h2o2时0.5wt％的电压却是1.48v、1.09v，当浓度增加于1.0wt％时电压为1.41v、1.06v，而目前由定电流可以得知在1g的聚丙烯酸钠时，1.0wt％na2co4和0.5wt％h2o2时有较高的含氧量；因此本实验希望製作出可流动的固液混合物，所以使用1、2、3g的聚丙烯酸钠分别添加na2co4和h2o2进行定电流测试，发现在3g的聚丙烯酸钠呈现膏状，1g的聚丙烯酸钠电性维持在1.06v以上，原因为聚丙烯酸钠添加的量较少，水溶液较多所以电压较高；2g聚丙烯酸钠电性较3g聚丙烯酸钠的电性较差，原因为在聚丙烯酸钠饱和的情形下可以有助于增加电性效能，因此得出3g的聚丙烯酸钠为最佳的固液合物并添加1.0wt％na2co4有较佳的电性，通过图6～8所示。
11、进一步地，还包括不同克数的聚丙烯酸钠对含氧量腐蚀极化扫描实验：以1、2、3g的聚丙烯酸钠对h2o2和na2co4不同浓度(0.5wt％、1.0wt％)，进行腐蚀极化曲线量测，并观察其变化，在1g时，其腐蚀电位分别为-0.114v、-0.112v；-0.137v、-0.140v，腐蚀电流分别为1.897×10-3a/cm2、1.741×
12、10-3a/cm2；1.622×10-3a/cm2与4.221×10-3a/cm2；在2g时，其腐蚀电位分别为-0.109v、-0.103v；-0.110v、-0.114v，腐蚀电流分别为3.269×10-3a/cm2、3.451×10-3a/cm2；3.326×10-3a/cm2与3.823×10-3a/cm2；在3g时，其腐蚀电位分别为-0.117v、-0.109v；-0.117v、-0.132v，腐蚀电流分别为1.953×10-3a/cm2、1.972×10-3a/cm2；1.953×10-3a/cm2与1.865×10-3a/cm2，可通过图3～5所示，经由这些结果显示，0.5wt％h2o2、1wt％na2co4腐蚀电位较高与较低的腐蚀电流。
13、本专利技术的有益效果是：非水基性金属燃料电池内添加有膏状、电性佳的固液混合物电解液层，具有便于携带、防漏水、无污染、低成本的优点。
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1.一种非水基性金属燃料电池，其特征在于：其结构包括电池外壳(1)，所述电池外壳(1)开口朝上，并且开口处封闭有接触端盖(2)，所述电池外壳(1)内部由上至下依次设有镁合金板(3)、固液混合物电解液层(4)、空气阴极集电网(5)，所述镁合金板(3)为阳极电极，所述空气阴极集电网(5)为阴极电极，所述空气阴极集电网(5)由不锈钢网(51)、催化层(52)、扩散层(53)组成；所述空气阴极集电网(5)的制作方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水热合成法之回流法技术，其特征在于，包括如下步骤：首先取30g/L碳球装入平底烧瓶中，做为催化剂的基材秤取过锰酸钾粉末装入平底烧瓶中，并用去离子水溶解，配製成2M含有碳球的过锰酸钾水溶液平底烧瓶，瓶口装上冷凝管，并加入一个磁石，以隔水加热的方式进行搅拌，于100℃下回流3小时，搅拌速度300rpm，搅拌时间3小时，反应完毕后，将所得的混合溶液装入离心管中，置入超声波震荡机进行震荡，震荡时间10分钟，然后再将离心管置入离心机高速离心收集产物，将离心完的产物，去除液体，只保留固体的部分，然后放置于烘烤箱干燥。
3.根据
4.根据权利要求2所述的水热合成法之回流法技术，其特征在于：所述离心机的转速为5500rpm，工作时间为60～80分钟。
5.根据权利要求2所述的水热合成法之回流法技术，其特征在于：所述烘烤箱温度设定80℃，加热时间为30～40分钟。
6.根据权利要求1所述的固液混合物电解液层，其特征在于，包括如下放电实验方法：以1、2、3g的聚丙烯酸钠，分别添加0.5wt％、1.0wt％的H2O2和Na2CO4由10、20mA/cm2下进行全放电测试，当1g聚丙烯酸钠在3.5wt％NaCl定电流的10、20mA/cm2下进行全放电测试，电压分别1.48V、1.09V；添加0.5wt％Na2CO4在10、20mA/cm2下电压为1.67V、1.26V，增加到1wt％时，电压1.74V、1.60V可以发现到当浓度为1wt％时，可以增加含氧量使有较高的电压效果，但添加H2O2时0.5wt％的电压却是1.48V、1.09V，当浓度增加于1.0wt％时电压为1.41V、1.06V，而目前由定电流可以得知在1g的聚丙烯酸钠时，1.0wt％Na2CO4和0.5wt％H2O2时有较高的含氧量；因此本实验希望製作出可流动的固液混合物，所以使用1、2、3g的聚丙烯酸钠分别添加Na2CO4和H2O2进行定电流测试，发现在3g的聚丙烯酸钠呈现膏状，1g的聚丙烯酸钠电性维持在1.06V以上，原因为聚丙烯酸钠添加的量较少，水溶液较多所以电压较高；2g聚丙烯酸钠电性较3g聚丙烯酸钠的电性较差，原因为在聚丙烯酸钠饱和的情形下可以有助于增加电性效能，因此得出3g的聚丙烯酸钠为最佳的固液合物并添加1.0wt％Na2CO4有较佳的电性。
...【技术特征摘要】
1.一种非水基性金属燃料电池，其特征在于：其结构包括电池外壳(1)，所述电池外壳(1)开口朝上，并且开口处封闭有接触端盖(2)，所述电池外壳(1)内部由上至下依次设有镁合金板(3)、固液混合物电解液层(4)、空气阴极集电网(5)，所述镁合金板(3)为阳极电极，所述空气阴极集电网(5)为阴极电极，所述空气阴极集电网(5)由不锈钢网(51)、催化层(52)、扩散层(53)组成；所述空气阴极集电网(5)的制作方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水热合成法之回流法技术，其特征在于，包括如下步骤：首先取30g/l碳球装入平底烧瓶中，做为催化剂的基材秤取过锰酸钾粉末装入平底烧瓶中，并用去离子水溶解，配製成2m含有碳球的过锰酸钾水溶液平底烧瓶，瓶口装上冷凝管，并加入一个磁石，以隔水加热的方式进行搅拌，于100℃下回流3小时，搅拌速度300rpm，搅拌时间3小时，反应完毕后，将所得的混合溶液装入离心管中，置入超声波震荡机进行震荡，震荡时间10分钟，然后再将离心管置入离心机高速离心收集产物，将离心完的产物，去除液体，只保留固体的部分，然后放置于烘烤箱干燥。
3.根据权利要求2所述的水热合成法之回流法技术，其特征在于：所述碳球具体为导电碳黑xc-72。
4.根据权利要求2所述的水热合成法之回流法技术，其特征在于：所述离心机的转速为5500rpm，工作时间为60～80分钟。
5.根据权利要求2所述的水热合成法之...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈仕林，吕承恩，李琦钰，许进宝，魏靖芸，窦传义，刘欣瑜，许晓同，
申请(专利权)人：泉州职业技术大学，
类型：发明
国别省市：
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