[發明專利]一種鋰空氣電池高活性催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201310062999.8
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103199274A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 銀鳳翔;陳標華
• 申請（專利權）人: 北京化工大學常州先進材料研究院
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;B01J23/889
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于鋰空氣電池的催化劑及其制備方法，屬于鋰空氣電池技術領域。?

背景技術

由于鋰空氣電池具有比能量高、重量輕、安全性好、無污染等優點，被認為是最理想的下一代電池技術。鋰空氣電池工作時，正極活性物質氧氣必須能夠在空氣電極中自由地進入，在催化劑的作用下，進行氧氣的電化學還原反應，才能保證電池可靠地工作。但是由于目前由于催化劑性能的限制，同時氧氣還原反應本身是一個緩慢反應，這樣導致電池產生很大的電壓損失，從而使得目前鋰空氣電池的充放電效率和循環性能都很差，遠不能滿足商業化的要求。因此迫切需要研發高性能的催化劑，提高鋰空氣電池的充放電效率和循環性能。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于鋰空氣電池的高活性催化劑及其制備方法，提高鋰空氣電池的充放電效率和循環性能。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：?

一種鋰空氣電池高活性催化劑，催化劑的活性物質為Mn-Ni，載體為石墨烯，它們的質量百分含量為：Mn：5～25%，Ni：3～6%；余量為石墨烯。催化劑制備方法是：將Mn(NO₃)₂與石墨烯混合均勻，在300℃～600℃溫度下焙燒10～30分鐘，得到Mn/C催化劑；再將Mn/C催化劑再與Ni(NO₃)₂均勻混合，然后在300℃～600℃溫度下焙燒10～30分鐘即得到Pb-Mn/C催化劑。?

所述石墨烯的比表面積為420～1730m²/g。?

本發明在先石墨烯上負載了Mn，制備了Mn/C，然后再負載Ni，制備出Pb-Mn/C催化劑。該催化劑用于鋰空氣電池，具有很好的鋰空氣電池的充放電效率和循環性能。該催化劑不僅催化活性高、價格低，而且制備工藝簡單，因此本發明與現有技術相比，具有鋰空氣電池充放電效率和循環性能高的優點。?

具體實施方式

實施例1?

分別秤取一定量的Mn(NO₃)₂和比表面積為416m²/g的石墨烯，混合均勻，在300℃溫度下焙燒30分鐘，得到Mn/C催化劑；再將Mn/C催化劑與一定量的Ni(NO₃)₂均勻混合，然后在300℃溫度下焙燒10分鐘即得到Pb-Mn/C催化劑。它們的質量百分含量分別為：Mn：5%，Ni：4.5%，余量為石墨烯。?

實施例2?

分別秤取一定量的Mn(NO₃)₂和比表面積為1721m²/g的石墨烯，混合均勻，在450℃溫度下焙燒10分?鐘，得到Mn/C催化劑；再將Mn/C催化劑與一定量的Ni(NO₃)₂均勻混合，然后在600℃溫度下焙燒30分鐘即得到Pb-Mn/C催化劑。它們的質量百分含量分別為：Mn：25%，Ni：3%，余量為石墨烯。?

實施例3?

分別秤取一定量的Mn(NO₃)₂和比表面積為1066m²/g的石墨烯，混合均勻，在600℃溫度下焙燒20分鐘，得到Mn/C催化劑；再將Mn/C催化劑與一定量的Ni(NO₃)₂均勻混合，然后在450℃溫度下焙燒20分鐘即得到Pb-Mn/C催化劑。它們的質量百分含量分別為：Mn：15%，Ni：6%，余量為石墨烯。?