[發明專利]用于先進的金屬-空氣蓄電池的催化劑體系

有效

• 申請號: 201580068150.9
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN107408744B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: A.薩利希-霍金;B.庫馬;M.阿薩迪
• 申請（專利權）人: 伊利諾伊大學董事會
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉;凌志軍

1.一種金屬-空氣蓄電池，所述金屬-空氣蓄電池包括：

包含金屬的陽極；

包含含有至少一種過渡金屬二硫屬化物的材料的陰極，所述過渡金屬二硫屬化物選自TiX₂、VX₂、CrX₂、ZrX₂、NbX₂、MoX₂、HfX₂、WX₂、TaX₂、TcX₂或ReX₂，其中每一個X獨立地是S、Se或Te或其組合，其中

所述陰極的含有過渡金屬二硫屬化物的材料包括至少50重量％的所述至少一種過渡金屬二硫屬化物，和

所述過渡金屬二硫屬化物呈

具有1nm至1000nm的平均最大直徑的納米顆粒形式，

具有1nm至100nm范圍的平均厚度、50nm至10μm的沿主要表面的平均最大寬度、以及至少5:1的縱橫比的納米片形式，或

具有1-400nm的平均寬度的納米帶形式；以及

電解質，所述電解質與所述陰極的過渡金屬二硫屬化物接觸，并且與所述陽極的金屬接觸或者不與所述陽極的金屬接觸，

其中所述電解質包含至少50重量％的離子液體。

2.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述陽極由所述金屬組成。

3.根據權利要求1或2所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述陽極的金屬是鋰、鎂、鋅或鋁。

4.根據權利要求1或2所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述陽極的金屬是鋰。

5.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，所述金屬-空氣蓄電池還包括被設置為與所述電解質接觸的參比電極。

6.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述含有過渡金屬二硫屬化物的材料包括至少70重量％的過渡金屬二硫屬化物。

7.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述陰極包含被設置在多孔構件或集電器上的至少一種過渡金屬二硫屬化物。

8.根據權利要求7所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述含有至少一種過渡金屬二硫屬化物的材料被設置在多孔碳構件上。

9.根據權利要求7所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述多孔構件與氣相中的氧氣接觸。

10.根據權利要求7所述的金屬-空氣蓄電池，其中所述多孔構件是導電的。

11.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中每一種過渡金屬二硫屬化物是TiX₂、MoX₂或WX₂，其中每一個X獨立地是S、Se或Te或其組合。

12.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中每一種過渡金屬二硫屬化物是TiS₂、TiSe₂、MoS₂、MoSe₂、WS₂或WSe₂。

13.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中每一種過渡金屬二硫屬化物是TiS₂、MoS₂或WS₂。

14.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中每一種過渡金屬二硫屬化物是MoS₂或MoSe₂。

15.根據權利要求1所述的金屬-空氣蓄電池，其中每一種過渡金屬二硫屬化物是MoS₂。