[發(fā)明專利]富氧空位二氧化鈦材料、制備及其在鋰氧電池中應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110575688.6 | 申請(qǐng)日： | 2021-05-26 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113351194B | 公開(kāi)（公告）日： | 2023-09-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 岳光輝;楊天倫;吳園慧;丁浩然;夏永吉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 廈門大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J21/06 | 分類號(hào)： | B01J21/06;B01J35/10;H01M4/90 |
| 代理公司： | 廈門原創(chuàng)專利事務(wù)所(普通合伙) 35101 | 代理人： | 郭金華 |
| 地址： | 361000 *** | 國(guó)省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 空位 氧化 材料 制備 及其 電池 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種富氧空位二氧化鈦材料、制備及其在鋰氧電池中應(yīng)用，所述制備包括以下步驟：S1，在鈦鹽溶液的上方放置管狀電極，所述管狀金屬電極的下端到液面距離為0.1～10mm；在鈦鹽溶液中放置片狀電極；S2，通過(guò)管狀電極向液面方向持續(xù)吹出惰性氣體；S3，將管狀電極和片狀電極連接高壓直流電源，通過(guò)控制電壓使管狀電極下端和液面之間產(chǎn)生等離子體；保持電壓穩(wěn)定放電一段時(shí)間，即可在液體底部收集沉淀產(chǎn)物，即所述富氧空位二氧化鈦材料。該材料能降低鋰空氣電池在充放電過(guò)程中的過(guò)電位，并提高其循環(huán)穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種富氧空位二氧化鈦材料、制備及其在鋰氧電池中應(yīng)用，屬于鋰空氣電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鋰氧電池，又稱鋰空氣電池，是一種用鋰作陽(yáng)極，以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池具有極高理論比容量(～3600Wh?kg-1，)，被視為二次電池的圣杯。它的能量密度(能量密度指單位質(zhì)量電池儲(chǔ)存的能量)大約是鋰離子電池的10倍，在理論上成為能量密度最高的化學(xué)電池之一。此外，因它還具有環(huán)境友好、可逆等優(yōu)點(diǎn)而展示出良好的應(yīng)用前景。
然而，鋰空氣電池距離實(shí)際應(yīng)用還有很多瓶頸問(wèn)題亟需解決，其中最關(guān)鍵問(wèn)題之一就是其過(guò)高的充放電過(guò)電位，這不僅降低了鋰空氣電池的能量效率，還將導(dǎo)致其電極和電解液的不穩(wěn)定，最終影響電池的循環(huán)壽命。究其原因在于放電過(guò)程中空氣陰極氧還原反應(yīng)(ORR)的絕緣產(chǎn)物L(fēng)i2O2，導(dǎo)致在充電過(guò)程中氧析出反應(yīng)(OER)的電勢(shì)增大。因此，開(kāi)發(fā)催化性能優(yōu)良的鋰空氣電池陰極催化劑是關(guān)鍵。但是，目前現(xiàn)有技術(shù)中還缺乏催化性能優(yōu)良的鋰空氣電池陰極催化劑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種富氧空位二氧化鈦材料、制備及其在鋰氧電池中應(yīng)用，可以有效解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種富氧空位二氧化鈦材料的制備方法，包括以下步驟：
S1，在鈦鹽溶液的上方放置管狀電極，所述管狀金屬電極的下端到液面距離為0.1～10mm；在鈦鹽溶液中放置片狀電極；
S2，通過(guò)管狀電極向液面方向持續(xù)吹出惰性氣體；
S3，將管狀電極和片狀電極連接高壓直流電源，通過(guò)控制電壓使管狀電極下端和液面之間產(chǎn)生等離子體；保持電壓穩(wěn)定放電一段時(shí)間，即可在液體底部收集沉淀產(chǎn)物，即所述富氧空位二氧化鈦材料。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，所述管狀電極為管狀鎢電極或管狀不銹鋼電極。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，所述片狀電極為石墨片狀電極或鎢片電極。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，所述鈦鹽為氯化鈦或硝酸鈦，所述鈦鹽溶液為水溶液或水和醇溶液。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，所述鈦鹽溶液濃度0.01mM～100mM。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，所述電壓為900～1200V，電壓穩(wěn)定放電時(shí)間為8～12?min。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，步驟S3后還包括：
S4，對(duì)沉淀產(chǎn)物進(jìn)行洗滌和干燥，干燥溫度為60～80℃。
作為進(jìn)一步改進(jìn)的，所述管狀電極和片狀電極之間的垂直距離為?1～5cm。
一種上述的方法制備的富氧空位二氧化鈦材料。
一種上述的富氧空位二氧化鈦材料在鋰氧電池中應(yīng)用。
本發(fā)明的有益效果是：
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