[發(fā)明專利]一種酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911223835.2
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN110931810A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許占位;王盈;關(guān)偉偉;黃劍鋒;嚴(yán)皓;孔硌;沈?qū)W濤;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/88
• 代理公司: 西安眾和至成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61249
• 代理人: 張美松

本發(fā)明公開了一種酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl₂電池正極催化材料的制備方法，分別取鄰苯二甲酸酐、瀝青焦活性炭、尿素、四水合鉬酸銨、六水合氯化鎳和二水合氯化銅混合后研磨，得混合物；將混合物置于坩堝中在110～290℃下固相燒結(jié)，冷卻至室溫，得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物研磨后純化并干燥，得酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl₂電池正極催化材料；其制備的正極催化材料對Li/SOCl₂電池具有優(yōu)異的催化性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池電極催化材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl₂電池正極催化材料的制備方法。

背景技術(shù)

Li/SOCl₂電池具有比能量高、工作電壓高、儲存壽命長、使用溫度范圍寬和年自放電率低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航天航空、導(dǎo)彈發(fā)射、石油開采、醫(yī)療設(shè)備和民用儀器儀表等。SOCl₂是碳正極活性物質(zhì)，碳正極作為正極的SOCl₂進行還原反應(yīng)的載體，碳電極的結(jié)構(gòu)會影響反應(yīng)速率，最終影響電池的性能。此外，隨電池不斷放電，碳正極被不溶性的產(chǎn)物L(fēng)iCl和S覆蓋，使得電極鈍化，限制了SOCl₂還原，使得內(nèi)阻增加，從而影響電池的放電電壓，使得電池實際輸出比能量遠(yuǎn)小于理論比能量。研究表明制備合適的催化材料用于Li/SOCl₂電池是提高Li/SOCl₂電池實際能量的一種有效方式。目前Li/SOCl₂電池催化材料主要有3類。第一類是大環(huán)多胺類配合物，如卟啉、酞菁、十四輪烯配合物及席夫堿配合物；第二類是鹵素及鹵素化合物，如溴、氯化溴；第三類是銅、鉑等金屬粉末。

過渡金屬酞菁配合物(MPc)為大環(huán)共軛分子，具有優(yōu)異的物理性能和化學(xué)性能，易于給電子和接受電子，而SOCl₂電池具有親電性，因此MPc是一類理想的Li/SOCl₂電池催化材料。研究表明加入過渡金屬酞菁配合物后，LiCl會發(fā)生晶格錯位，LiCl膜變得疏松，從而減小Li/SOCl₂電池內(nèi)阻，提高輸出電壓。通常MPc呈現(xiàn)大的塊體結(jié)構(gòu)，不利于充分反應(yīng)。因此其對Li/SOCl₂電池正極催化性能不良。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種對Li/SOCl₂電池正極具有優(yōu)良催化性能的酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl₂電池正極催化材料的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl₂電池正極催化材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：分別取0.40～1.20g的鄰苯二甲酸酐、0.04～0.12g的瀝青焦活性炭、0.60～1.40g的尿素、0.06～0.14g的四水合鉬酸銨、0.35～0.75g的六水合氯化鎳和0.02～0.06g的二水合氯化銅混合后研磨，得混合物；

步驟2：將混合物置于坩堝中在110～290℃下固相燒結(jié)，冷卻至室溫，得粗產(chǎn)物；

步驟3：將粗產(chǎn)物研磨后純化并干燥，得酞菁鎳/酞菁銅/活性炭Li/SOCl₂電池正極催化材料。

進一步的，步驟1中瀝青焦活性炭的比表面積為1400m²/g。

進一步的，步驟2中固相燒結(jié)為自室溫以5～9℃/min的升溫速率升至110～150℃并保溫10～50min，然后再以5～9℃/min的升溫速率升至210～290℃并保溫1.5～3.5h。

進一步的，步驟3中純化為采用超純水洗滌。

進一步的，步驟3中干燥為在60～100℃下干燥12～24h。