[發明專利]一種具有金屬空氣電池自催化活性的過渡金屬摻雜型化合物

有效

• 申請號: 202110543667.6
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113270598B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 孫根班;袁萌偉;孫澤民
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;B82Y30/00;H01M12/06;H01M12/08
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開;王維佳

1.一種具有自催化活性的金屬空氣電池，其正極上具有在電池充放電過程中產生的過渡金屬摻雜型化合物Co_xLi_2-xO₂，其中0.02≤x≤0.03，所述過渡金屬摻雜型化合物以納米片陣列形式均勻原位生長在正極上；

所述的過渡金屬摻雜型化合物的制備方法，包括以下步驟：

(S1)配制電解液：將CoCl₂投入電解液中溶解，得到含有Co的第二電解液，第二電解液中金屬Co的濃度為0.2-0.5M；

(S2)將空氣電極和配置好的電解液組裝金屬空氣電池：在負極上滴加含有金屬Li，不含有金屬Co的第一電解液，第一電解液為0.5-1M，用隔膜封住負極，在隔膜滴加步驟(S1)配制的第二電解液，然后和空氣電極組裝為金屬空氣電池；

(S3)將步驟(S2)組裝好的金屬空氣電池充放電；所述充放電的電壓窗口在2.5-4.3V。

2.根據權利要求1所述的具有自催化活性的金屬空氣電池，其特征在于，所述納米片的厚度為5-50nm。

3.根據權利要求2所述的具有自催化活性的金屬空氣電池，其特征在于，所述納米片的厚度為10-30nm。

4.根據權利要求1所述的具有自催化活性的金屬空氣電池，其特征在于，其X射線光電子能譜(XPS)存在Li?1s?的55.4-55.7eV的特征峰，在Co?2p_3/2?存在780.6±0.5eV的特征峰，在Co?2p_1/2存在796.4±0.5eV的特征峰；和/或

Co-O中心的Li-O鍵長為2.14±0.005?，O-O鍵長為1.67±0.01??，Li-O-Li的鍵角為103±2^o或96.4±2°。

5.根據權利要求1所述的具有自催化活性的金屬空氣電池，其特征在于，所述第一電解液選自LiPF₆，LiBF₄，LiTFSI，LiCF₃SO₃，LiNO₃中的至少一種。