[發明專利]一種正極材料、及其制備方法和用途在審
| 申請號： | 201910602806.0 | 申請日： | 2019-07-05 |
| 公開（公告）號： | CN110247071A | 公開（公告）日： | 2019-09-17 |
| 發明（設計）人： | 羅紹華;于順志;侯鵬慶;閆繩學;馮建;李鵬偉;王慶;張亞輝;劉延國;王志遠;劉宣文;郭瑞;郝愛民 | 申請（專利權）人： | 東北大學秦皇島分校 |
| 主分類號： | H01M4/90 | 分類號： | H01M4/90;H01M4/88;H01M4/86;H01M12/08 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 鞏克棟 |
| 地址： | 066004 河北省秦*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 正極材料 制備 正極 鋰空氣電池 前驅體 形貌 工藝操作過程 納米復合材料 導電性 電催化性能 電化學性能 前驅體制 復合材料 包覆 均一 吸附 煅燒 氧氣 摻雜 合成 | ||
1.一種正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
(1)合成ZIF-67前驅體；
(2)將所述ZIF-67前驅體煅燒，得到正極材料。
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述煅燒的溫度為850～950℃；
優選地，步驟(2)所述煅燒的溫度為850～950℃，所述正極材料中鈷單質的粒徑為5～10nm。
3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述煅燒的升溫速率為1℃/min～10℃/min。
4.如權利要求1-3之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述煅燒的時間為1～5h。
5.如權利要求1-4之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述煅燒的氣氛為保護性氣氛；
優選地，所述保護性氣氛包括氬氣氣氛。
6.如權利要求1-5之一所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述ZIF-67前驅體的合成包括：將含鈷的醇溶液與含氮醇溶液混合，靜置，得到ZIF-67前驅體；
優選地，所述含鈷的醇溶液包括Co(NO3)2·6H2O的甲醇溶液；
優選地，所述含氮醇溶液包括2-甲基咪唑甲醇溶液；
優選地，所述Co(NO3)2·6H2O與2-甲基咪唑質量之比為1:4～1:32；
優選地，所述混合為室溫下攪拌混合；
優選地，所述靜置的時間為20～28h；
優選地，所述靜置后還包括離心和干燥的過程；
優選地，所述干燥的溫度為50～80℃；
優選地，所述干燥的時間為10～15h。
7.如權利要求1-6之一所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
(1)將Co(NO3)2·6H2O的甲醇溶液與2-甲基咪唑甲醇溶液室溫下攪拌混合，所述Co(NO3)2·6H2O與2-甲基咪唑質量之比為1:4～1:32，靜置20～28h，離心，干燥，得到ZIF-67前驅體；
(2)將所述ZIF-67前驅體在氬氣氣氛下，以1℃/min～10℃/min升溫速率升至850～950℃煅燒1～5h，得到正極材料。
8.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料通過權利要求1-7之一所述的方法制備得到；
優選地，所述正極材料為氮摻雜碳包覆的鈷基納米材料；
優選地，所述正極材料的粒徑為300～400nm；
優選地，所述正極材料包括微孔和介孔；
優選地，所述正極材料的比表面積為113～311m2/g。
9.一種鋰空氣電池正極，其特征在于，所述鋰空氣電池正極包括權利要求8所述的正極材料。
10.如權利要求9所述的鋰空氣電池正極，其特征在于，所述鋰空氣電池正極中還包括導電劑和載體；
優選地，所述導電劑與所述正極材料的質量比為1:1～1:2；
優選地，所述導電劑為乙炔黑；
優選地，所述載體為碳紙，優選為直徑1cm的碳紙；
優選地，所述鋰空氣電池正極中極片負載量為0.4～0.6mg/cm2。
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