[发明专利]锂空气电池改性非碳正极及其制备方法和锂空气电池在审
申请号: | 201910052038.6 | 申请日: | 2019-01-21 |
公开(公告)号: | CN109802093A | 公开(公告)日: | 2019-05-24 |
发明(设计)人: | 王芳;吴磊;刘旺;王慧;王泓蛟;吴其兴;罗仲宽 | 申请(专利权)人: | 深圳大学 |
主分类号: | H01M4/1315 | 分类号: | H01M4/1315;H01M4/13915;H01M4/525;H01M10/0525 |
代理公司: | 深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙) 44312 | 代理人: | 袁文英 |
地址: | 518060 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 锂空气电池 泡沫镍集流体 碳正极 改性 制备 预处理 碱式碳酸钴 表面生长 前驱体 导电性 复合泡沫镍 催化活性 干燥处理 还原气氛 使用寿命 水热反应 循环性能 热还原 氧化钴 生长 含钴 煅烧 洗涤 赋予 | ||
1.一种锂空气电池改性非碳正极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将泡沫镍集流体进行预处理;
将经所述预处理后的所述泡沫镍集流体置于含钴盐的水溶液中进行水热反应,在所述泡沫镍集流体表面生长碱式碳酸钴前驱体;
将生长的所述碱式碳酸钴前驱体进行洗涤和干燥处理后,进行煅烧处理,在所述泡沫镍集流体表面生长Co3O4;
将生长有所述Co3O4的所述泡沫镍集流体于还原气氛中进行热还原处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述还原气氛是由包括体积比为(5-10):(90-95)的氢气和惰性气体组成的混合气体构成;
所述热还原处理的条件为1-1.5℃/min的升温速率升温到200±5℃并保温1-3h。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述混合气体的流速为200-250mL/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:将经所述预处理后的所述泡沫镍集流体置于含钴盐的水溶液中进行水热反应的方法包括以下步骤:
将钴盐和尿素按照质量比为(0.9-0.95):1溶解于去离子水中,配制成混合物溶液;
将所述混合物溶液加入反应釜内,并将所述泡沫镍集流体没入所述混合物溶液内,密封处理,并如100-110℃下水热处理4-8h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述钴盐包括六水合硝酸钴、六水氯化钴中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧处理的温度为280-290℃,时间为5-5.5h,升温速率为2.5-3.5℃/min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于:将所述泡沫镍集流体进行所述预处理的方法包括以下步骤:
将未经处理的泡沫镍裁剪成泡沫镍集流体;
将所述泡沫镍集流体置于3M的HCl溶液超声清洗15-20min;
将经所述超声清洗后的所述泡沫镍集流体分别用去离子水、无水乙醇清洗处理后进行干燥处理。
8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,所述CoO在泡沫镍集流体上的载量为0.3-0.6mg/cm2。
9.一种锂空气电池非碳正极,其特征在于,采用如权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
10.一种锂空气电池,其特征在于,包含如权利要求9所述的锂空气电池非碳正极。
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