[发明专利]一种四吡啶并卟啉镍/活性炭Li/SOCl2

说明书

本发明公开一种四吡啶并卟啉镍/活性炭Li/SOCl₂电池碳正极催化材料及其制备方法，具体包括1)按质量比(0.92‑2.12)：(1.55‑3.15)：(0.68‑1.48)：(0.19‑0.59)：(0.10‑0.30)称取2,3‑吡啶二甲酸、尿素、六水合氯化镍、四水合钼酸铵和沥青焦活性炭，混合并充分研磨均匀，得混合物；2)在空气气氛中，将混合物置于在120～300℃下烧结，冷却至室温即得粗产物；3)将粗产物研磨后纯化并干燥，即得四吡啶并卟啉镍/活性炭Li/SOCl₂电池正极催化材料。该方法利用沥青焦活性炭(AC)作为基体，来诱导NiTAP纳米化，充分暴露活性位点且改善导电性。该方法制得的四吡啶并卟啉镍/活性炭Li/SOCl₂电池正极催化材料，具有延长电池放电时间和提升放电电压平台的优点。

技术领域

本发明涉及锂原电池技术领域，具体涉及一种四吡啶并卟啉镍/活性炭Li/SOCl₂电池碳正极催化材料及其制备方法。

背景技术

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池作为一种高比能(590W h/Kg)、高工作电压(可高达3.6V)、宽使用温度范围(-55C-150C)、长储存寿命(长达10年以上)、免维护和年自放电率低(≤1％)等优点，目前已经在航天航空、石油开采、医疗设备、智能电表、电子烟等军事和民用领域广泛应用。([1]Du C,Liu S,Zhang W,et al.Nitrogen-Doped Carbon NanotubesBased on Ionic Liquid Precursors as Effective Cathode Catalysts for Li/SOCl₂Batteries[J].Journal of The Electrochemical Society,2018,165(9):A1955-A1960.[2]Gao Y,Li S,Wang X,et al.Carbon nanotubes chemically modified by metalphthalocyanines with excellent electrocatalytic activity to Li/SOCl₂ battery[J].Journal of The Electrochemical Society,2017,164(6):A1140-A1147.)

Li/SOCl₂电池中负极是锂金属，正极活性物质是SOCl₂，碳作为SOCl₂的载体，电解液是LiAlCl₄-SOCl₂溶液。在放电过程中，一方面正极SOCl₂的还原速度较慢，另一方面，负极的锂离子迁移至碳正极表面形成一层氯化锂膜阻碍SOCl₂的还原反应进一步进行，最终反应终止，放不出电。([3]Zhang R,Wang R,Luo K,et al.Multi-walled carbon nanotubeschemically modified by cobalt tetraaminophthalocyanines with excellentelectrocatalytic activity to Li/SOCl₂ battery[J].Journal of TheElectrochemical Society,2014,161(14):H941-H949.[4]Gao Y,Chen L,Quan M,et al.Aseries of new Phthalocyanine derivatives with large conjugated system ascatalysts for the Li/SOCl₂ battery[J].Journal of Electroanalytical Chemistry,2018,808:8-13.)