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[發明專利]金屬-有機框架材料作為堿金屬空氣電池負極保護材料的應用、堿金屬空氣電池有效

專利信息
申請號: 202010972993.4 申請日: 2020-09-16
公開(公告)號: CN112133918B 公開(公告)日: 2022-03-22
發明(設計)人: 康書文;謝海明;叢麗娜;孫立群 申請(專利權)人: 吉林省東馳新能源科技有限公司
主分類號: H01M4/62 分類號: H01M4/62;H01M4/38;H01M12/08
代理公司: 北京高沃律師事務所 11569 代理人: 劉奇
地址: 130102 吉林省長春市中韓(長春)*** 國省代碼: 吉林;22
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 金屬 有機 框架 材料 作為 堿金屬 空氣 電池 負極 保護 應用
【權利要求書】:

1.一種堿金屬空氣電池,包括正極、負極、電解液和隔膜,所述正極包括氣體電極、催化劑、第一粘結劑和導電填料,其特征在于,所述負極包括負極電極和負載在負極電極上的金屬-有機框架材料;所述負極電極為純鋰、純鈉、純鉀或堿金屬復合電極,所述堿金屬復合電極為銅、銀、金、鋁和碳材料中的一種或多種作為導電基底的堿金屬復合電極;

所述金屬-有機框架材料為MOF-801、MIL-160、UiO-66或MOF-303中的一種或多種,所述金屬-有機框架材料的比表面積為500 m2/g以上;

所述金屬-有機框架材料在堿金屬空氣電池負極上的負載厚度為30~300μm;

所述電解液包括電解液溶劑和堿金屬鹽;所述電解液溶劑包括四乙二醇二甲醚、二甲基亞砜、二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、N,N二甲基乙酰胺中的一種或多種;

所述堿金屬鹽為鋰鹽、鈉鹽或鉀鹽;所述鋰鹽包括三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、高氯酸鋰、硝酸鋰、四氟硼酸鋰和二氟草酸硼酸鋰中的一種或多種;

所述鈉鹽包括三氟甲基磺酸鈉、雙三氟甲基磺酰亞胺鈉、高氯酸鈉、硝酸鈉、四氟硼酸鈉和二氟草酸硼酸鈉中的一種或多種;

所述鉀鹽包括三氟甲基磺酸鉀、雙三氟甲基磺酰亞胺鉀、高氯酸鉀、硝酸鉀、四氟硼酸鉀和二氟草酸硼酸鉀中的一種或多種;

所述氣體電極包括氧氣和空氣中的一種或多種;

所述催化劑包括碳材料、RuO2、Ru、Au和MnOOH中的一種或多種;

所述第一粘結劑為堿金屬化nafion、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、海藻酸鈉和羧甲基纖維素中的一種或多種;

所述導電填料包括Super P 碳、乙炔黑、石墨、碳納米管、科琴黑、石墨烯、無定形碳和納米多孔碳中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的堿金屬空氣電池,其特征在于,所述金屬-有機框架材料以料漿的形式使用,所述料漿中包括金屬-有機框架材料和有機溶劑;所述金屬-有機框架材料和有機溶劑的質量比為1:10~10:1。

3.根據權利要求2所述的堿金屬空氣電池,其特征在于,所述有機溶劑包括二甲基亞砜、N,N二甲基甲酰胺、N甲基吡咯烷酮和N,N二甲基乙酰胺中的一種或多種。

4.根據權利要求2所述的堿金屬空氣電池,其特征在于,所述料漿中還包括第二粘結劑,所述第二粘結劑包括堿金屬離子化的Nafion溶液、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素、海藻酸鈉和聚四氟乙烯中的一種或多種;所述第二粘結劑與金屬-有機框架材料的質量比為1:20~1:1。

5.根據權利要求1所述的堿金屬空氣電池,其特征在于,所述隔膜為聚丙烯膜或玻璃纖維膜。

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