本發(fā)明涉及到新能源領(lǐng)域，特別是涉及到一種鋁空氣電池催化劑的清洗方法及其清洗液。

背景技術(shù)：

金屬空氣電池是新一代綠色蓄電池，它制造成本低、比能量高、原材料可回收利用，性能優(yōu)越。目前研究較多的金屬空氣電池有鋅空氣電池、鋁空氣電池和鋰空氣電池等。在電位序中，鋁比鋅更活潑，可以獲得較高的電池電壓；一個鋁原子可以釋放出三個電子，鋁可提高電池的能量；此外，鋁儲量豐富、價格低廉，故鋁空氣電池的研究進展十分迅速，是一種很有發(fā)展前途的空氣電池。

鋁空氣電池，是以鋁與空氣作為電池材料的一種新型電池。鋁作為空氣電池的陽極材料有其獨特的優(yōu)點：電化學當量高，鋁的電化學當量為2980a·h/kg，為除鋰外最高的金屬；電極電位較負，在堿性溶液中其標準電極電位為-2.35v(vs.she)，對陽極材料來說，電位越負越好，電池能提供更大的電動勢；鋁的資源豐富，價格低廉。目前，空氣電池用鋁陽極材料存在的首要問題是：鋁在堿性溶液中自腐蝕很嚴重，造成陽極利用率大大降低，阻礙了鋁空氣電池的商業(yè)化應(yīng)用。研究人員通過微合金化開發(fā)出新型鋁陽極材料，以及添加相應(yīng)的電解液緩蝕劑，可減小鋁的自腐蝕速率。鋁空氣電池陽極材料常用的合金化元素主要有鋅、鎂、稼、銦、錫、鉛、汞、鉍等。這些元素添加到鋁中形成三元、四元等多元合金。

鋁空氣電池由鋁陽極、空氣陰極和電解液組成；在放電過程中，空氣中的氧氣通過空氣陰極進入電解液到達反應(yīng)界面發(fā)生還原反應(yīng)而釋放出電能。其中催化層是空氣電極的關(guān)鍵部分，對其電化學性能起著決定性的作用，鋁空氣電池的性能很大程度上取決于所選用的陰極催化劑?？諝怆姌O性能又能直接影響電極反應(yīng)平衡，因此，提升其性能可以在一定程度上提高鋁空氣電池負極的利用率，抑制負極鋁的自腐蝕，常用的鋁空氣電池催化劑一般包括以下種類：

貴金屬催化劑：常用的是鉑和銀，其催化活性高性能比較穩(wěn)定，但是由于價格比較昂貴且資源短缺所以可采用率不高。

金屬大環(huán)化合物催化劑：有機金屬大環(huán)化合物對氧氣還原有良好的催化活性，特別是當它們吸附在大表面積碳上時。且它們的活性和穩(wěn)定性可通過熱處理得到顯著提高。因此可望代替貴金屬氧氣還原催化劑。常見的金屬大環(huán)化合物的合成方法有熱分解法和前驅(qū)體制備法。但是由于熱分解法的熱處理過程會導致金屬大環(huán)化合物與碳基體發(fā)生反應(yīng)，前驅(qū)體法制備的催化劑活性差，所以應(yīng)用也存在有一定問題。

鈣鈦礦型氧化物催化劑：鈣鈦礦型氧化物對氧氣的還原和析出具有較高的催化活性，且價格低廉，因此在鋁空氣電池和燃料電池中具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在的對鈣鈦礦氧電極催化劑的研究主要集中在改進制備方法和尋找新的取代元素以提高催化性能。無定形前軀體法，特別是蘋果酸前軀體法，能制備出晶粒細小、大比表面積的鈣鈦礦氧化物，從而大大提高它們的催化活性，是目前較好的制備鈣鈦礦氧化物的方法。

廉價催化劑：最主要的代表是二氧化錳催化劑，它的最大優(yōu)勢在于原料豐富、成本低廉可廣泛應(yīng)用于水性或非水性電解液的電池，但是單一的二氧化錳電催化活性有一定限制，所以人們在這方面的研究從來沒有停止。

ab2o4尖晶石型氧化物催化劑：尖晶石的晶格為面心立方。單位晶胞中有32個密堆積的02-離子，64個四面體空隙和32個八面體空隙被金屬離子占據(jù)。尖晶石的脫水活性與b離子位于四面體空隙的分數(shù)有關(guān)，分數(shù)越大，催化劑表面酸性增加，脫水活性增大，一般鋁空氣電池不采用這種催化劑。

其他金屬及合金催化劑：鎳相對便宜，并且在堿性電解質(zhì)中陽極極化條件下有很高的耐腐蝕性，同時在金屬元素中鎳的析氧效率是最高的，所以傳統(tǒng)上用鎳作為堿性水電解陽極材料。還經(jīng)常采用鎳鐵、鎳鈷等合金催化劑，它們有很好的催化活性和耐腐蝕性，也是鋁空氣電池的一個可考慮的催化劑方向。

復合催化劑：將兩種或兩種以上的催化劑復合在一起來更好地提高鋁空氣電池的空氣電極的催化活性。

在現(xiàn)有技術(shù)制造的催化劑絕大部分在生產(chǎn)完成后是堿性的，而催化劑在具有良好催化性能時是其酸堿度是中性的，因此，如何將催化劑的酸堿度進行調(diào)節(jié)是現(xiàn)今迫切需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的為提供一種鋁空氣電池電解液，以解提供一種可以調(diào)節(jié)催化劑酸堿度從而提高催化劑催化性能的清洗方法。

本發(fā)明提出液和第三清洗液，其中，第一清洗液ph值在4.5-5之間；第二清洗液ph值在3.5-4.5之間；第三清洗液ph值在2-3之間，還包括步驟：

在第一溫度下，將上述催化劑與上述第一清洗液混合攪拌第一指定時間并過濾，得到第一濾渣；

在第二溫度下，將上述第一濾渣與上述第二清洗液混合攪拌第二指定時間并過濾，得到第二濾渣；

在第三溫度下，將上述第二濾渣與上述第三清洗液混合攪拌第三指定時間并過濾，得到第三濾渣；

在第四溫度下，用純凈水將上述第三濾渣進行清洗并過濾，直至濾液的ph值達到6-8之間，得到清洗后的催化劑。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述過濾為減壓過濾、真空過濾或抽濾。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，在上述在第四溫度下，用純凈水將上述第三濾渣進行清洗并過濾，直至濾液的ph值達到6-8之間，得到清洗后的催化劑的步驟之后，還包括：

將上述清洗后的催化劑進行干燥處理。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述干燥處理過程中上述清洗后的催化劑的表面溫度小于150攝氏度。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第一指定溫度、第二指定溫度和第三指定溫度均在70℃-90℃之間。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第四指定溫度為40℃-85℃之間。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第一指定時間為15-35分鐘之間。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第二指定時間為5-30分鐘之間。

進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第三指定時間為5-30秒之間。

一種鋁空氣電池催化劑的清洗液，包括第一清洗液、第二清洗液和第三清洗液，上述第一清洗液、第二清洗液和第三清洗液的溶質(zhì)分別包括硫酸、鹽酸、硝酸、草酸和乙酸中的一種或多種。

本發(fā)明的鋁空氣電池催化劑的清洗方法及其清洗液，通過酸性較弱的第一清洗液和第二清洗液對催化劑進行清洗達到調(diào)整酸堿度的目的；通過酸性較強的第三清洗液對催化劑的表面進行腐蝕，使催化劑的表面粗糙度變大從而增大催化劑的接觸面積，提高催化性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的鋁空氣電池催化劑的清洗方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例的鋁空氣電池催化劑的清洗方法的流程示意圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當認為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。

參照圖1，在本發(fā)明實施例中，本發(fā)明提供一種鋁空氣電池催化劑的清洗方法，包括第一清洗液，第二清洗液和第三清洗液，其中，第一清洗液ph值在4.5-5之間；第二清洗液ph值在3.5-4.5之間；第三清洗液ph值在2-3之間，還包括步驟：s1、在第一溫度下，將上述催化劑與上述第一清洗液混合攪拌第一指定時間并過濾，得到第一濾渣；s2、在第二溫度下，將上述第一濾渣與上述第二清洗液混合攪拌第二指定時間并過濾，得到第二濾渣；s3、在第三溫度下，將上述第二濾渣與上述第三清洗液混合攪拌第三指定時間并過濾，得到第三濾渣；s4、在第四溫度下，用純凈水將上述第三濾渣進行清洗并過濾，直至濾液的ph值達到6-8之間，得到清洗后的催化劑。

如上述步驟s1，在第一溫度下，將上述催化劑與上述第一清洗液混合攪拌第一指定時間并過濾以清洗上述催化劑表面的堿性殘留物，得到第一濾渣其中，上述催化劑一般包括生產(chǎn)獲得的新催化劑和通過對廢舊電池進行回收處理得到的舊催化劑；其中，上述第一指定時間一般為15-35分鐘，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為20-30分鐘，由于第一清洗劑為ph值相對較高的酸性清洗劑，故需要相對較長時間的反應(yīng)，才能有效的清理催化劑上的殘留物保證清洗的完成度；其中，上述第一溫度一般為60℃-95℃之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選溫度為65℃-95℃之間，在該溫度下既保證了上述清洗劑能高效地對催化劑進行清洗也保證了催化劑不會因溫度過高而失活，在混合過程中上述第一清洗液緩慢加入至上述催化劑中，期間不斷進行攪拌，當攪拌時間達到指定時長后，進行過濾，其中，上述步驟s1中的過濾優(yōu)選為減壓過濾、真空過濾和抽濾；

如上述步驟s2，在第二溫度下，將上述步驟s1得到的第一濾渣與上述第二清洗液混合攪拌第二指定時間并過濾以清洗上述催化劑表面的堿性殘留物和其余污漬，其中，上述第二指定時間一般為5-30分鐘，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為5-15分鐘，由于第二清洗劑亦為ph值相對較高的酸性清洗劑，故需要相對較長時間的反應(yīng)，才能有效的清理催化劑上的殘留物；其中，上述第二溫度一般為60℃-95℃之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選溫度為65℃-95℃之間，在該溫度下既保證了上述清洗劑能高效地對催化劑進行清洗也保證了催化劑不會因溫度過高而失活，在混合過程中上述第二清洗液緩慢加入至上述催化劑中，期間不斷進行攪拌，當攪拌時間達到指定時長后，進行過濾，其中，上述步驟s2中的過濾優(yōu)選為減壓過濾、真空過濾和抽濾；

如上述步驟s3，在第三溫度下，將上述步驟s3得到的第二濾渣與上述第三清洗液混合攪拌第三指定時間并過濾，以將上述經(jīng)過清洗后的催化劑進行表面腐蝕，使其表面變得更粗糙從而增大上述催化劑的表面積提高催化效率，其中，上述第三指定時間一般為5-30秒，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為10-20秒，由于第三清洗劑為ph值相對較低的酸性清洗劑，故需要相對較短時間的反應(yīng)，防止時間過長腐蝕程度過高，影響催化劑的催化效果；其中，上述第三溫度一般為60℃-95℃之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選溫度為65℃-95℃之間，在該溫度下既保證了上述清洗劑在理想速率下對催化劑的表面進行腐蝕，溫度過高容易將催化劑腐蝕過多影響催化劑的質(zhì)量，溫度過低腐蝕的程度不夠，達不到最佳效果，同時還保證了催化劑不會因溫度過高而失活，在混合過程中上述第三清洗液緩慢加入至上述催化劑中，期間不斷進行攪拌，當攪拌時間達到指定時長后，進行過濾，其中，上述步驟s3中的過濾優(yōu)選為減壓過濾；

如上述步驟s4，用純凈水將上述步驟s3得到的濾渣進行清洗并過濾，直至濾液的ph值達到6-8之間，一般為清洗殘留酸液。

在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述過濾為減壓過濾，由于本清洗方法以酸性液體作為清洗液，因此確保上述清洗液與上述催化劑的接觸時間尤為重要，若與上述清洗液接觸時間過短清洗不完全，接觸時間過長會破壞上述催化劑，使其失活，而在上述步驟s1-3中上述催化劑均要與上述清洗液接觸，因此為保證接觸與上述清洗液的接觸時間不超過預設(shè)時長，采用減壓過濾、真空過濾或抽濾的快速過濾方法對上述步驟s1-3中的溶液進行過濾以減少過濾時間所帶來的時間誤差，影響清洗效果。

參照圖2，在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，在上述在第四溫度下，用純凈水將上述第三濾渣進行清洗并過濾，直至濾液的ph值達到6-8之間，得到清洗后的催化劑的步驟之后還包括：s5、將上述清洗后的催化劑進行干燥處理。

如上述步驟s5，將上述步驟s4得到的第三濾渣進行干燥處理，其中，上述干燥溫度一般不高于150℃，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為105℃-125℃之間，防止溫度過高破壞催化劑。

在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述干燥處理過程中濾渣的表面溫度不高于150攝氏度，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為105℃-125℃之間，防止溫度過高破壞催化劑。

在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第一指定溫度、第二指定溫度和第三指定溫度均在60℃-95℃之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選溫度為65℃-95℃之間。

在本實施例中，進一步地，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第四指定溫度為40℃-85℃之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選溫度為45℃-75℃之間，上述第四溫度一般比上述第三溫度低，用以減緩上述第三清洗劑的腐蝕效果，防止在清洗時由于純凈水的溫度過高導致依附在上述催化劑表面的清洗劑對催化劑二次腐蝕的加重。

在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第一指定時間為15-35分鐘之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為20-30分鐘，由于第一清洗劑為ph值相對較高的酸性清洗劑，故需要相對較長時間的反應(yīng)，才能有效的清理催化劑上的殘留物保證清洗的完成度。

在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第二指定時間為5-30分鐘之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為5-15分鐘，由于第二清洗劑亦為ph值相對較高的酸性清洗劑，故需要相對較長時間的反應(yīng)，才能有效的清理催化劑上的殘留物。

在本實施例中，上述的鋁空氣電池催化劑的清洗方法，上述第三指定時間為5-30秒之間，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為10-20秒，由于第三清洗劑為ph值相對較低的酸性清洗劑，故需要相對較短時間的反應(yīng)，防止時間過長腐蝕程度過高，影響催化劑的催化效果。

一種鋁空氣電池催化劑的清洗液，包括第一清洗液、第二清洗液和第三清洗液，其中，上述第一清洗液、第二清洗液和第三清洗液的溶質(zhì)分別包括硫酸、鹽酸、硝酸、草酸和乙酸中的一種或多種；上述第一清洗液ph值包括在4.5-5之間；第二清洗液ph值包括在3.5-4.5之間；第三清洗液ph值包括在2-3之間。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。