无溶剂制备锌空气电极及电池性能

胡铭昌，周雪晴，黄雪妍，薛建军

（1广州鹏辉能源科技股份有限公司，广东广州 511483；2中山大学材料科学与工程学院，广东广州 510000）

锌空气电池是一种以空气中的氧为正极和锌为负极来提供能量的金属空气电池，其理论能量密度达到1086 W·h/kg，是锂离子电池的5 倍以上。与锂离子电池相比，由于没有高可燃性的金属锂单质和电解液，锌空气电池具有更高的安全性，其高容量、低成本和高安全性这三个显著特征使其成为日常生活中一种重要的原电池，广泛应用于助听器、蓝牙耳机、导航灯以及铁路信号装置等[1-4]。目前市场上的绝大多数助听器就是主要依靠扣式锌空一次电池为其提供能量，主要厂家有德国Varta 公司、美国Rayovac 公司(即后来的Spectrum Brands 公司)以及国内的珠海至力公司。前两家国外公司，占据了该产品80%以上的全球市场份额。

早在1933 年就有商业化锌空电池产品的出现[5]，但如何提供稳定可靠而又不出现水淹现象的空气电极是最关键的技术所在，尤其是如何连续化生产空气极更是各大扣式锌空电池公司的技术门槛所在。美国Rayovac公司曾报道过一种湿法制备空气电极的工艺[6]——将催化剂、炭黑、PTFE 乳液、活性炭与水等混合、干燥、打碎、过筛再混合干燥后，再经过干混、揉捏、研磨送进对辊机压制成卷对卷的空气催化层，最后通过跟作为防水透气层的聚四氟乙烯膜辊压成最终的空气电极。上述湿法工艺过程极度复杂且成本高，水分的存在以及高温烘烤的过程还可能会影响到催化材料二氧化锰不同晶型的形成，从而影响材料催化性能的发挥。……