[發明專利]一種用于可充電鋰空氣電池的碳化硼負載貴金屬氧電極材料

在審

• 申請號: 201711101025.0
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107732261A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 宋世棟;于利梅;陳步天;孫建;杜婷婷;范芳芳;秦旭輝;路楠
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/92;H01M4/88;H01M12/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于可充電鋰空氣電池的碳化硼負載貴金屬氧電極材料，其特征在于：將催化活性高的貴金屬負載在穩定的碳化硼上，將其作為可充電鋰空氣電池的氧電極材料，并制備成為包含該材料的氧電極，以及將其應用于可充電鋰空氣電池。

2.權利要求1所述一種用于可充電鋰空氣電池的碳化硼負載貴金屬氧電極材料及包含該材料的氧電極的制備方法，其特征在于：制備氧電極材料粉體，原材料使用貴金屬元素(可為Pt，Ru，Au，Rh等)的氯化物、檸檬酸鈉、碳化硼，利用水熱合成反應法，溶劑使用乙二醇和異丙醇。首先將貴金屬氯化物、碳化硼、檸檬酸鈉、溶劑以一定比例混合并進行攪拌，攪拌時間為10～15小時，溫度為50～70℃，轉速為300～600rpm。用含有5～10(wt)％KOH的乙二醇溶液調節PH值，使得PH值為9～14。然后將前驅體溶液轉移到水熱反應釜中，放在烘箱中，在120～180℃加熱10～15小時，待冷卻后滴入5～15％的硝酸溶液使得溶液的PH值為3～5，然后用乙二醇、去離子水和異丙醇洗滌、過濾、離心、干燥得到粉體。

3.權利要求1所述一種用于可充電鋰空氣電池的碳化硼負載貴金屬氧電極材料及包含該材料的氧電極的制備方法，其特征在于：

(1)在制備氧電極漿料時，正極粉體和粘結劑的比例為6∶4～9∶1。

(2)在研缽中將正極粉體和粘結劑研磨混合均勻制備成漿料，將漿料涂覆在氧電極集流體基底表面，氧電極集流體基底可為碳紙、鎳網、不銹鋼網、泡沫鎳等，在真空干燥箱中60～90℃下干燥6～10小時，即得到氧電極。

4.按照權利要求3所述一種用于可充電鋰空氣電池的碳化硼負載貴金屬氧電極材料及包含該材料的氧電極的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中使用的粘結劑為PVDF、PTFE等有機粘結劑。

5.權利要求1所述一種用于可充電鋰空氣電池的碳化硼負載貴金屬氧電極材料及包含該材料的氧電極，以及將其應用于鋰空氣電池，其特征在于：在充滿氬氣的手套箱中組裝可充電鋰空氣電池，正極為負載貴金屬/碳化硼氧電極材料的碳紙、鎳網、不銹鋼網、泡沫鎳等，直徑為8～12mm。隔膜為玻璃纖維濾紙，直徑為10～20mm。電解液中鋰鹽可為雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)，三氟甲磺酸鋰(LiTf)，LiNO₃，LiClO₄等，溶劑可為乙二醇二甲醚(DME)，四乙二醇二甲醚(TEGDME)，二甲基亞砜(DMSO)等，濃度可為0.5～2M。負極材料為鋰片，直徑為8～12mm。