[發(fā)明專利]一種礦物結(jié)構(gòu)晶體在鋰空氣電池正極催化材料中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210546486.3
• 申請(qǐng)日: 2022-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN114899434A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黨鋒;邱陽;周慧敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/90
• 分類號(hào): H01M4/90;H01M12/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

1.一種礦物結(jié)構(gòu)晶體在鋰空氣電池正極催化材料和/或鋰氧氣正極催化材料中的應(yīng)用，其特征是，所述礦物結(jié)構(gòu)晶體為類石榴石結(jié)構(gòu)納米材料或黑鎢礦結(jié)構(gòu)納米材料，所述類石榴石結(jié)構(gòu)納米材料為具有類石榴石結(jié)構(gòu)的鉬酸鹽或鎢酸鹽，所述黑鎢礦結(jié)構(gòu)納米材料為具有黑鎢礦結(jié)構(gòu)的鉬酸鹽或鎢酸鹽。

2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征是，類石榴石結(jié)構(gòu)納米材料為Fe₂(MoO₄)₃、Cr₂(MoO₄)₃、Al₂(MoO₄)₃、Cr₂(WO₄)₃、Ga₂(WO₄)₃或In₂(WO₄)₃，優(yōu)選為Fe₂(MoO₄)₃；所述的黑鎢礦結(jié)構(gòu)納米材料為CoMoO₄、CaWO₄或NiMoO₄，優(yōu)選為CoMoO₄。

3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征是，所述礦物結(jié)構(gòu)晶體的制備方法包括如下步驟：

將聚乙烯吡咯烷酮溶解并添加乙酸，獲得混合溶液；

將制備礦物結(jié)構(gòu)晶體的原料溶解后添加至所述混合溶液中，反應(yīng)獲得前驅(qū)體溶液；

將前驅(qū)體溶液進(jìn)行靜電紡絲獲得納米纖維；

在空氣氣氛中，將納米纖維煅燒，即得。

4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，混合溶液中的溶劑為二甲基甲酰胺。

5.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，聚乙烯吡咯烷酮的分子質(zhì)量為1000000～2000000，優(yōu)選為1200000～1500000；

或，混合溶液中聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～20％，優(yōu)選為12.0～15.0％。

6.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，靜電紡絲中，正電壓為10～25kV，優(yōu)選為14～16kV，負(fù)電壓為-6～-4kV；

或，靜電紡絲中，接收距離為10～20cm；

或，靜電紡絲中，溫度為25～30℃，濕度為18～25％。

7.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，納米纖維經(jīng)過干燥后進(jìn)行煅燒；干燥溫度優(yōu)選為60～80℃，烘干時(shí)間優(yōu)選為12～48h。

8.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是，煅燒的溫度為400～700℃；優(yōu)選地，類石榴石結(jié)構(gòu)納米材料的煅燒溫度為400～700℃，進(jìn)一步優(yōu)選為580～630℃；優(yōu)選地黑鎢礦結(jié)構(gòu)納米材料的煅燒溫度為400～600℃，進(jìn)一步優(yōu)選為400～450℃；

或，煅燒的升溫速率為1～10℃/min，優(yōu)選為2～3℃/min。

9.一種鋰空氣電池，包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜，所述正極由正極催化材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和集流體復(fù)合形成，其特征是，所述正極催化材料為權(quán)利要求1～8任一所述應(yīng)用中所述的礦物結(jié)構(gòu)晶體。

10.如權(quán)利要求9所述的鋰空氣電池，其特征是，所述導(dǎo)電劑為乙炔黑、炭黑或石墨烯；

或，所述粘結(jié)劑為據(jù)聚偏氟乙烯、四氟乙烯或羧甲基纖維素；

或，所述集流體為碳紙或金屬箔。