[發明專利]一種鋰空氣電池正極催化劑材料、鋰空氣電池正極及其制備方法有效
| 申請號: | 201710413853.1 | 申請日: | 2017-06-05 |
| 公開(公告)號: | CN107195915B | 公開(公告)日: | 2019-11-12 |
| 發明(設計)人: | 張蕾;段曉波;劉清華 | 申請(專利權)人: | 西安科技大學 |
| 主分類號: | H01M4/90 | 分類號: | H01M4/90;H01M4/88;H01M12/08;H01M4/86 |
| 代理公司: | 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427 | 代理人: | 陳娟 |
| 地址: | 710054 陜*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 空氣 電池 正極 催化劑 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種鋰空氣電池正極催化劑材料,其特征在于,所述正極催化劑材料為MoxOy材料,所述MoxOy材料具有金紅石結構,所述MoxOy材料為MoO2和Mo17O47的混合物;所述MoO2和Mo17O47的混合物中MoO2和Mo17O47的質量比為1:1-1:3。
2.根據權利要求1所述的鋰空氣電池正極催化劑材料,其特征在于,MoO2粉末通過還原法制備,其制備方法為:
(1)將硅酸乙酯和親水炭黑按一定比例混合,倒入乙醇和水的混合溶液中,靜置20-24h,于600-700℃下煅燒3-5h,得到自制SiO2模板;
(2)將一定量(NH4)6Mo7O24溶于去離子水中,攪拌過程中加入自制SiO2模板,在60~70下℃加熱去除去離子水,得到白色粉末;
(3)將步驟(2)中的白色粉末在600-700℃溫度、H2還原性氣氛下煅燒6-7h;
(4)將步驟(3)中經還原性氣氛煅燒后的粉末取出,加入1.8-2.4M HF除去自制SiO2模板,得到MoO2粉末。
3.根據權利要求2所述的鋰空氣電池正極催化劑材料,其特征在于,步驟(1)中硅酸乙酯和親水炭黑的混合比為5:5或7:3;乙醇和水的混合比為6:4或8:2。
4.根據權利要求1所述的鋰空氣電池正極催化劑材料,其特征在于,Mo17O47粉末通過化學氣相沉積法制備,其制備方法為:
(1)在CVD裝置中加入一定量Mo粉,保持中心溫度為760-780℃;
(2)在氧氣壓力為1.1-1.2Torr時,以0.05-0.06m3/h的速度通入氧氣,反應30-35min,得到Mo17O47粉末。
5.一種鋰空氣電池正極,其特征在于,包括權利要求1-4任一項所述的鋰空氣電池正極催化劑材料。
6.一種權利要求5所述的鋰空氣電池正極的制備方法,其特征在于,采用涂覆法制備,包括如下步驟:
(1)將正極碳材料與MoxOy材料按5:5或7:3或8:2比例混合得到正極材料;
(2)將正極材料和粘接劑按7:3或8:2的質量比例超聲20-30分鐘后混合均勻;
(3)將步驟(2)中超聲好的混合物涂敷在集流體上,于100-120℃下干燥10-12h后得到鋰空氣電池正極。
7.根據權利要求6所述的鋰空氣電池正極的制備方法,其特征在于,步驟(1)中采用的碳材料為Super P、碳納米管、石墨烯中的一種。
8.根據權利要求6所述的鋰空氣電池正極的制備方法,其特征在于,步驟(2)中的粘接劑為PVDF、LA132、SBR+CMC、聚乙烯醇中的一種。
9.根據權利要求6所述的鋰空氣電池正極的制備方法,其特征在于,步驟(3)中的集流體為銅網或泡沫鎳,所述集流體的直徑為12-16mm。
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