[发明专利]一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：所述Co-FPOH微球材料为Co掺杂在FPOH中而形成的一种微纳米材料，呈微球状结构，微球由二级纳米颗粒交错堆积而成，纳米颗粒之间存在三维孔隙结构，微球表面起伏不平，具有粗糙的多孔纳米结构；其中FPOH的化学式为Fe₅(PO₄)₄(OH)₃·H₂O；

所述Co-FPOH微球材料采用水油两相水热法合成，包括步骤：

1)将植酸和去离子水混合，搅拌，得到水相；

2)将硬脂酸钴、硬脂酸铁和甲苯混合，室温下超声数小时配置成分散均匀的甲苯溶液，为油相；

3)首先将步骤1)中所得的水相转移到反应釜中，接着将步骤2)中所得的油相转移到反应釜中，进行水油两相水热反应，反应结束，冷却至室温，收集沉在水底的最终产物，洗涤，干燥，研磨，得到所述Co-FPOH微球材料。

2.根据权利要求1所述的一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：所述微球尺寸为3～4.5微米。

3.根据权利要求1所述的一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：所述纳米颗粒尺寸40～150nm。

4.根据权利要求1所述的一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：所述Co-FPOH微球材料，放电容量值达到817mAh g^-1,在2mA cm^-2的电流密度下循环长达2500h，并且材料的峰功率密度达到了167.8Wh cm^-2。

5.根据权利要求1所述的一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：步骤1)中植酸和去离子水的体积配比比例为0.30:20。

6.根据权利要求1所述的一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：步骤2)中硬脂酸钴、硬脂酸铁和甲苯的配比比例为0.1mmol:0.2mmol:5mL。

7.根据权利要求1所述的一种用于水系锌-空气电池的Co-FPOH微球材料，其特征在于：步骤3)中水油两相水热反应的反应温度为120～180℃、反应时间为12～24h。

8.权利要求1至7中任一项所述的Co-FPOH微球材料的应用，其特征在于，制备一种水系锌-空气电池的电极，其步骤包括：

I)将所述Co-FPOH微球材料与科琴黑混合；然后再加入Nafion溶液和异丙醇形成混合溶液；将混合溶液进行超声，搅拌，震荡，以形成分散均匀的锌-空气电池的正极浆料；

II)将正极浆料涂敷在泡沫镍支撑的碳纸集流体上，并将该涂敷好的泡沫镍支撑的碳纸集流体在烘箱中烘干。

9.根据权利要求8所述的Co-FPOH微球材料的应用，其特征在于：其中Co-FPOH、科琴黑、Nafion溶液和异丙醇的配比比例比为1mg:1mg:8μL:0.4mL。