[發明專利]一種鋰空氣電池用陰極納米復合催化劑材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610018616.0
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105680058B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 車春玲
• 申請（專利權）人: 山東星火科學技術研究院
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/92;H01M12/06;B82Y30/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

1.一種鋰空氣電池用陰極納米復合催化劑材料的制備方法，其特征在于,該方法包括如下步驟:

(1)將5～15％的納米稀土金屬氧化物，5～20％的納米貴金屬，25～50％的二氧化鈦，15～65％的二氧化硅于球磨機中，進行高能球磨，期間分多次加入總量為1～3％的液體石蠟，充分混合均勻后得到催化劑前體混合料，且混合時間不少于5h；

(2)將上述混合料加入到N,N-二甲基甲酰胺中，濃度為1～5％，超聲分散3～5h后，得到分散均勻的催化劑前體N,N-二甲基甲酰胺溶液；

(3)將聚丙烯腈加入到N,N-二甲基甲酰胺和氯仿的復合溶劑中，在溫度T＝60～80℃下攪拌溶解，制得濃度為8～12％的聚丙烯腈溶液；

(4)在攪拌條件下，將催化劑前體N,N-二甲基甲酰胺溶液按1:(5～15)的比例逐滴加入到聚丙烯腈溶液中，混合均勻靜置脫泡后在靜電紡絲裝置中制備出催化劑前體/聚丙烯腈復合納米纖維膜，靜電紡絲條件為：紡絲電壓為15～30kV，溫度為25℃，相對濕度為40％，紡絲距離為15～25cm，噴絲頭紡絲溶液的流速為0.5～1.0mL/h；

(5)將制得聚丙烯腈復合納米纖維膜置于管式爐中，在惰性氣體氣氛保護下，由室溫以5～10℃/min的速率升溫至800～1000℃，在最高溫時保溫4-6h，然后隨爐冷卻即獲得鋰空氣電池用陰極納米復合催化劑材料。

2.根據權利要求1所述的一種鋰空氣電池用陰極納米復合催化劑材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的稀土金屬氧化物為氧化鑭、氧化鈰中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種鋰空氣電池用陰極納米復合催化劑材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的貴金屬為金、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種鋰空氣電池用陰極納米復合催化劑材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的N,N-二甲基甲酰胺和氯仿的質量比為7:3～9:1。