[发明专利]四吡啶并卟啉镍、四吡啶并卟啉铜、活性炭Li/SOCl2

说明书

本发明公开一种四吡啶并卟啉镍、四吡啶并卟啉铜、活性炭Li/SOCl₂电池正极催化材料及制备方法，具体包括1)按质量比(1.43‑2.23)：(0.20‑1.00)：(1.95‑2.75)：(1.18‑1.98)：(0.55‑1.35)：(0.72‑1.52)称取2,3‑吡啶二甲酸、沥青焦活性炭、尿素、六水合氯化镍、二水合氯化铜以及四水合钼酸铵，混合并充分研磨均匀，得到混合物；2)在空气气氛中，将混合物置在120～290℃下固相烧结，冷却至室温即得粗产物；3)将粗产物研磨后洗涤并干燥，即得四吡啶并卟啉镍/四吡啶并卟啉铜/活性炭Li/SOCl₂电池正极催化材料。该方法具有制备工艺简单、成本较低、环保和安全等优点。经该方法制备的NiTAP/CuTAP/AC催化材料添加至Li/SOCl₂电池中，具有高催化活性、电池放电时间长和放电电压平台高且平稳的优点。

技术领域

本发明涉及锂原电池技术领域，具体涉及四吡啶并卟啉镍、四吡啶并卟啉铜、活性炭Li/SOCl₂电池正极催化材料及制备方法。

背景技术

Li/SOCl₂电池是目前化学电源中比能量最高的电池，具有工作电压高(可高达3.6V)、使用温度范围宽(-55C-150℃)、免维护和储存寿命长(长达10年以上)等优点，广泛应用于航天航空、医疗设备、石油开采和智能水表、电表、燃气表等领域。([1]Du C,Liu S,Zhang W,et al.Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes Based on Ionic LiquidPrecursors as Effective Cathode Catalysts for Li/SOCl₂ Batteries[J].Journalof The Electrochemical Society,2018,165(9):A1955-A1960.[2]Gao Y,Li S,Wang X,et al.Carbon nanotubes chemically modified by metal phthalocyanines withexcellent electrocatalytic activity to Li/SOCl₂ battery[J].Journal of TheElectrochemical Society,2017,164(6):A1140-A1147.)

随着应用的日益广泛，人们对Li/SOCl₂电池的要求也不断提高。正极活性物质SOCl₂的还原速率是影响电池的关键。然而，随电池放电深度增加，碳正极被不溶性的产物LiCl和S覆盖从而变得致密，阻碍了SOCl₂的还原反应进行，使得电池内阻增加。([3]Lee SB,Pyun S I,Lee E J.Effect of the compactness of the lithium chloride layerformed on the carbon cathode on the electrochemical reduction of SOCl₂electrolyte in Li–SOCl₂ batteries[J].Electrochimica acta,2001,47(6):855-864.)