[發明專利]一種基于金屬有機骨架材料的鋰-氧電池電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201410208784.7
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103956502A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 李巧偉;王永剛;吳斗峰
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M12/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

1.一種基于金屬有機骨架材料的鋰-氧電池電極的制備方法，其特征在于，其通過將金屬有機骨架材料與多孔碳材料以及粘結劑在溶劑中混合，而后涂片、干燥得到鋰-氧氣電池電極；具體步驟如下：

（1）首先采用水熱法或者溶劑熱法合成金屬有機骨架材料，再依次通過溶劑置換、加熱抽真空法進行材料的活化處理；活化好的金屬有機骨架材料保存于氮氣氣氛中；

（2）將上述活化好的金屬有機骨架材料與多孔碳材料按照質量比為1:（0.02～50）進行混合，然后在研缽中研磨至均勻；

（3）將上述混合好的金屬有機骨架材料與多孔碳材料加入到粘結劑溶液里，不斷攪拌的同時，滴加溶劑，直至形成均勻的懸濁液；其中：所述粘結劑與金屬有機骨架材料以及多孔碳材料總質量的比值為1：（0.5～50?）；

（4）將上述制備好的懸濁液均勻地涂抹在碳紙集流體表面，在真空烘箱中將材料中的溶劑去除，得到鋰-氧電池電極。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述粘結劑選自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚烯烴類、改性SBR橡膠、氟化橡膠或者聚氨酯中的任一種；所述粘合劑溶液濃度為5wt%-90wt%。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（3）中，所述溶劑選自?N-甲基-2-吡咯烷酮，N,N-二甲基乙酰胺，二甲基亞砜，丁酮，四氫呋喃或碳酸二甲酯中一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述水熱法或者溶劑熱法具體如下：將摩爾比為（0.1～10）:1的金屬鹽與有機化合物通過配位鍵或者超分子作用，在10-200℃的溫度下，在水或溶劑中反應0.5小時以上，制備出金屬有機骨架材料；其中：所述金屬鹽為含有過渡金屬離子的過渡金屬鹽，或者為含主族元素和副族元素的金屬離子的金屬鹽；所述有機化合物為至少含有兩個配位點的羧酸類化合物或者其衍生物。

5.如權利要求1-4中任一所述的制備方法得到的基于金屬有機骨架材料的鋰-氧電池電極。

6.根據權利要求5所述的基于金屬有機骨架材料的鋰-氧電池電極所獲得的鋰-氧電池。