一种多孔锂空气电池中空气电极的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109167073A(43)申请公布日2019.01.08(21)申请号201811101408.2(22)申请日2018.09.20(71)申请人贵州梅岭电源有限公司地址563000贵州省遵义市汇川区中华路705号(72)发明人王畅王振张红梅曹云鹤杨程响方启源王建勇陈晓涛(74)专利代理机构重庆强大凯创专利代理事务所(普通合伙)50217代理人蒙捷(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M4/86(2006.01)H01M4/90(2006.01)H01M12/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种多孔锂空气电池中空气电极的制备方法(57)摘要本申请公开了电池能源制备技术领域的一种多孔锂空气电池中空气电极的制备方法，包括以下步骤：步骤一、使用丙酮、乙醇和去离子水对多孔金属材料进行清洗，清洗完成后，将多孔金属材料置于温度为60～90℃下进行干燥得到基底材料；步骤二、通过磁力搅拌混合均匀，得到导电聚合物前躯体溶液；步骤三、将步骤一中的基底材料放入导电聚合物前躯体溶液中；步骤四、得到过渡金属氧化物纳米催化剂前躯体溶液；步骤五、将复合多孔空气电极载体材料放入过渡金属氧化物纳米催化剂前躯体溶液中浸泡10～30min，在温度为60～90℃的条件下干燥后得到多孔锂空气电池空气电极。采用本方案制得的锂空气电池空气电极能有效提高锂空气电池的放电产物的转化分解效率。CN109167073ACN109167073A权利要求书1/1页1.一种多孔锂空气电池中空气电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、使用丙酮、乙醇和去离子水对多孔金属材料进行清洗，清洗完成后，将多孔金属材料置于温度为60～90℃下进行干燥得到基底材料；步骤二、将0.01～0.5ml的导电聚合物单体、0.02～0.07ml的0.01～0.5mol/L小分子无机酸和0.01～0.03ml的005～0.05g/ml表面活性剂依次加入到100～1000ml去离子水中，通过磁力搅拌混合均匀，得到导电聚合物前躯体溶液；步骤三、将步骤一中的基底材料放入导电聚合物前躯体溶液中，在温度为-2～5℃的条件下，滴加0.01～0.06ml的0.01～0.5mol/L氧化剂溶液诱发导电聚合物前躯体溶液在基底材料表面发生原位聚合并形成厚度为1～20nm的导电聚合物膜；将导电聚合物膜取出并使用去离子水清洗，再进行干燥得复合多孔空气电极载体材料；步骤四、将过渡金属盐溶于去离子水中，得到过渡金属氧化物纳米催化剂前躯体溶液，其中过渡金属盐的质量百分含量为5～40％；步骤五、将复合多孔空气电极载体材料放入过渡金属氧化物纳米催化剂前躯体溶液中浸泡10～30min，然后将复合多孔空气电极载体材料取出并使用去离子水清洗，在温度为60～90℃的条件下干燥后得到多孔锂空气电池空气电极。2.根据权利要求1所述的多孔锂空气电池中空气电极的制备方法，其特征在于：所述多孔金属材料为泡沫镍、泡沫铜或不锈钢金属纤维网。3.根据权利要求2所述的多孔锂空气电池中空气电极的制备方法，其特征在于：所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢或三氯化铁。4.根据权利要求3所述的多孔锂空气电池中空气电极的制备方法，其特征在于：所述过渡金属盐为高锰酸钾、乙酸镍或乙酸钴。2CN109167073A说明书1/4页一种多孔锂空气电池中空气电极的制备方法技术领域[0001]本发明属于电池能源制备技术领域，具体涉及一种多孔锂空气电池中空气电极的制备方法。背景技术[0002]在众多新型储能体系中，锂空气电池具有最高的理论能量密度，达3582Wh/kg，受到人们的广泛关注。锂空气电池的结构与锂电池类似，只是正极活性物质是来自空气中的氧。在放电过程中，锂空气电池的阳极金属锂释放电子后形成Li+，在阴极表面的氧气与由电解质输运至正极表面的Li+结合，生成的不溶性固态产物(Li2O或Li2O2)；在充电过程中，放电产物在阴极表面发生电化学分解，产生氧气和Li+。[0003]由于Li2O或Li2O2不易溶于有机电解液，极易沉积在空气载体材料的孔隙结构中，造成空气电极堵塞，隔离电解质与氧气的接触，最终导致空气电极失效。此外，放电产物在实际产生(氧还原反应)与分解(氧析出反应)的过程中均需要较高的活化能，进而锂空气电池在实际充放电过程中存在较高的过电位，直接影响到电解液和空气载体材料的稳定性，甚至会导致电解液的分解并与放电产物发生副反应。这使得放电产物在循环过程中生成和分解转化效率较低，最终影响电池的实际可逆容量、库伦效率和循环稳定性能。[0004]目前针对以上问题，对锂空气电极的研究主要分为设计新型空气载体结构和制备高活性催化剂。当前一般选用高孔隙率的碳材