[發明專利]一種無定形球狀三元金屬氧化物催化劑及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011026227.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112225258A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 曹學成;王楠;韓貞毅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;H01M4/90;H01M12/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無定形球狀三元金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：稱取五氯化鉬、四水合乙酸鈷和四水合乙酸錳，加入到無水乙醇中，攪拌均勻形成綠色澄清溶液；將上述綠色澄清溶液轉移到水熱釜中，放置于180℃的烘箱中反應5小時，等到反應結束后，將反應釜自然降溫到室溫，通過離心、清洗收集反應釜中的粉末狀產物；將收集到的粉末產物超聲分散到去離子水中，倒在玻璃培養皿的底部，放置于冷凍干燥機內冷凍干燥，最終得到無定形MoCoMn三元金屬氧化物催化劑。

2.如權利要求1所述的一種無定形球狀三元金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，所述五氯化鉬、四水合乙酸鈷、四水合乙酸錳和無水乙醇的質量比為0.5g：0.3g：0.2g：60ml。

3.如權利要求1所述的一種無定形球狀三元金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的工藝條件為：溫度-40℃，真空條件下干燥時間24小時。

4.利用如權利要求1所述方法制備的無定形球狀三元金屬氧化物催化劑制備鋰-空氣電池的方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)正極片的制備：將得到的無定形球狀三元金屬氧化物催化劑、乙炔黑和聚偏氟乙烯按一定比例混合研磨均勻得到混合粉末，將混合粉末加入到N-甲基吡咯烷酮中，攪拌分散成均勻的漿料；將上述漿料涂覆在碳紙上，控制涂覆上的漿料的厚度，然后烘干，最后將烘干好的涂覆上催化劑的碳紙裁剪成圓片作為鋰-空氣電池正極片；

(2)鋰-空氣電池的組裝：鋰片作為鋰-空氣電池的負極，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的二甲基亞砜溶液為電解液，玻璃纖維濾膜作為電池的隔膜，以扣式電池殼為電池負極殼和正極殼，正極殼上開有小孔，保證氧氣的傳輸；將負極殼、鋰片、浸潤電解液的玻璃纖維隔膜、正極片、正極殼依次疊放，封裝后得到鋰-空氣電池；所有電池的組裝過程都是在充滿高純氬氣的手套箱中進行的。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述按一定比例指無定形球狀三元金屬氧化物催化劑、乙炔黑和聚偏氟乙烯的質量比為7:2:1；所述混合粉末與N-甲基吡咯烷酮的比例為0.1g：3ml；所述涂覆上的漿料的厚度為50-75μm；所述烘干指放置在100℃的真空烘箱中烘干12小時；所述鋰-空氣電池正極片的直徑為13mm。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述鋰片直徑為14mm，厚度為0.5mm；所述雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的二甲基亞砜(DMSO)溶液的濃度為1mol L^-1；玻璃纖維濾膜的直徑為19mm；扣式電池殼的型號為LIR2032；正極殼上開有13個直徑1mm的小孔。