一种空气电池组及其制作方法

1.一种空气电池组，其特征在于，在空气电池组外部壳体位置设置固体电解质型气体传感器，固体电解质型气体传感器包括加热板、布置在加热板上的钇稳定氧化锆(YSZ)基板和布置在YSZ基板上的铂(Pt)参考电极、敏感电极A和敏感电极B，其中敏感电极A和敏感电极B分别布置在Pt参考电极的两侧，敏感电极A的材质为氧化钨纳米颗粒掺杂纳米氧化镍粉，敏感电极B的材质为纳米SnO2粉。
2.根据权利要求1中所述的空气电池组，其特征在于，所述YSZ基板为掺杂8mol％Y2O3，其物理大小为6mm*4mm*0.2mm，采用电化学方法腐蚀出两个1*2mm区域的纳米多孔结构，该结构分别用来放置敏感电极A和敏感电极B；在YSZ基板的纳米多孔区域上制作直径
0.1～0.3mm的铂金圆点,作为YSZ基板与电极的连结；敏感电极A和敏感电极B的厚度均为0.5mm，敏感电极B中SnO2纳米粉的粒径为15-22nm。
3.一种空气电池组的实现方法，其特征在于在空气电池组外部壳体位置设置固体电解质型气体传感器，固体电解质型气体传感器包括多孔钇稳定氧化锆(YSZ)基板，和布置在YSZ基板上的铂(Pt)参考电极、敏感电极A和敏感电极B，其中敏感电极A和敏感电极B分别布置在Pt参考电极的两侧；其中，
a.取YSZ基板先后用水和无水乙醇多次超声清洗，烘干后待用；
b.取铂浆，在清洗过后的YSZ基板的中间制作1*2mm大小的细条状铂浆带，在YSZ的多孔区域分别制作一个直径0.1～0.3mm的铂浆圆点，大批量生产时，可以采用丝网印刷工艺；
c.取三段铂丝分别粘在YSZ片子的刚涂好铂浆的区域，然后将YSZ基板放置在红外灯下烘烤数小时；
d.取适量敏感电极材料A、B，分别放入玛瑙研钵中充分研磨后加入少量去离子水，调配成粘稠状浆料A、B，分别将浆料A、B于基板多孔结构处涂上形成传感器的两个敏感电极A、B，厚度为0.5mm；
e.将上步骤得到的基板放入马弗炉高温800℃烧结两小时；
f.在“几”形Pt加热板印有Pt电极的一面均匀涂上一层无机胶，然后将加热板与上步骤中得到的基板粘在一起，放入马弗炉中200℃烧结20分钟，取出，即得传感器原型器件。
4.权利要求3所述的实现方法，其特征在于，
(1)多孔钇稳定氧化锆(YSZ)制备：
采用双槽电化学腐蚀法制备多孔结构YSZ；
a.取YSZ平板(8mol％Y2O3掺杂，6mm*4mm*0.2mm)，先后用水和无水乙醇多次超声清洗，烘干；
b.配制预处理溶液：按照质量份数，1-1.8％茶皂素，2％苹果酸，其余为纯净水，然后将YSZ平板投入其中，完全浸没，在50-58℃条件下处理20-28min，随后用微波处理2min，洗净自然干燥备用；
所述微波处理的参数为：2450MHz、65W，辐照2-5s，间隔10min，一共照射3-5次；
c.配制腐蚀溶液，取HF(体积份数40％)和去离子水按体积比1:5，适量添加高锰酸钾混合，放入双电槽电化学装置，腐蚀槽与夹具均为耐腐蚀的聚四氟乙烯材料，电极为柱状金属Pt，夹具将腐蚀槽分为两个互不连通区域，夹具中央具有两个1*2mm特定形状的孔洞；
d.腐蚀过程在黑暗条件下进行，装置所用电源为恒流源，施加腐蚀电流密度为40mA/
2
cm，经过30min，在YSZ平板上形成两个1*2mm区域的多孔结构，制作完毕清洗后保存在无水乙醇中；
(2)敏感电极材料A制备:
a.合成氧化钨纳米颗粒：称取1.5gNa2WO4溶于45mL去离子水中，在搅拌情况下，滴加浓度为3mol/L的HCl溶液至钨酸沉淀完全；然后离心分离，将沉淀物放入小烧杯中，加入
30mL去离子水，再加入75gKNO3，剧烈搅拌，形成浆糊状物，在180℃下水热反应12h，自然冷却至室温；将反应物(沉淀)用去离子水充分洗涤，再用乙醇洗涤，过滤，在80℃下脱水干燥，得到产物即氧化钨纳米颗粒；
b.氧化钨纳米颗粒掺杂氧化镍：取质量比为3：1的氧化钨纳米颗粒与纳米镍粉放入搅拌器中，使其充分混合；然后将混合材料放入真空管式炉中，加热至300℃，保温4h，使镍粉充分氧化，最后自然降温至室温；
(3)敏感电极材料B制备:
a.首先将粒径为15-22nm的SnO2纳米粉在80℃真空干燥箱中干燥12小时；
b.称取干燥的SnO2纳米粉2.0g，然后向其中加入4.0ml氯铂酸溶液，浓度为10mmol/L，浸渍完全后将其超声15min，使其混合均匀；
c.将混合物静置6h，再放入真空干燥箱中在80℃干燥12h，干燥后将混合物在500℃下烧结12h，自然降至室温，即得敏感电极B。

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