用于先进的金属‑空气蓄电池的催化剂体系制造技术

本公开大体上涉及蓄电池。本公开更确切地说涉及用于金属‑空气蓄电池的改进的催化剂体系。本文公开了一种金属‑空气蓄电池，所述金属‑空气蓄电池包括：包含金属的阳极；包含至少一种过渡金属二硫属化物的阴极；以及与所述阳极和所述阴极的过渡金属二硫属化物接触的电解质，其中所述电解质包含至少50重量％的离子液体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于先进的金属-空气蓄电池的催化剂体系相关申请的交叉引用本申请要求2014年12月14日提交的美国临时专利申请号62/091,585的优先权益，该美国临时专利申请在此以引用的方式整体并入本文。
本公开大体上涉及蓄电池(battery)。本公开更确切地说涉及用于金属-空气蓄电池的改进的催化剂体系。
技术介绍
金属-空气蓄电池(例如锂-空气蓄电池)由于它们的高能量密度而被认为是用于未来储能系统的先进的解决方案。举例来说，锂-空气(Li-空气)蓄电池可以具有约11680Wh/kg的能量密度，这接近于汽油的能量密度(约13000Wh/kg)并且比Li-离子蓄电池的能量密度(<200Wh/kg)要高得多。这样的高能量密度大部分是因为使用来自空气的氧气而不是依赖于内部储存的氧化剂。在根本上，Li-空气蓄电池的能量密度和可再充电性取决于阴极处的氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的速率以及它们相应的过电位。许多催化剂，如碳纳米材料、贵金属、以及金属氧化物已经被用作用于蓄电池应用的催化剂。在这些当中，掺杂碳纳米材料(例如石墨烯、碳纳米管)已经表现出显著的用于氧还原反应(ORR)的性能，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属‑空气蓄电池，所述金属‑空气蓄电池包括：包含金属的阳极；包含至少一种过渡金属二硫属化物的阴极；以及电解质，所述电解质与所述阴极的过渡金属二硫属化物接触，并且任选地与所述阳极的金属接触，其中所述电解质包含至少50重量％的离子液体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.14 US 62/091,5851.一种金属-空气蓄电池，所述金属-空气蓄电池包括：包含金属的阳极；包含至少一种过渡金属二硫属化物的阴极；以及电解质，所述电解质与所述阴极的过渡金属二硫属化物接触，并且任选地与所述阳极的金属接触，其中所述电解质包含至少50重量％的离子液体。2.根据权利要求1所述的金属-空气蓄电池，其中所述阳极基本上由所述金属组成。3.根据权利要求1或2所述的金属-空气蓄电池，其中所述阳极的金属是锂、镁、锌或铝。4.根据权利要求1或2所述的金属-空气蓄电池，其中所述阳极的金属是锂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属-空气蓄电池，所述金属-空气蓄电池还包括被设置为与所述电解质接触的参比电极。6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中含有过渡金属二硫属化物的阴极的材料包括至少50重量％的过渡金属二硫属化物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中所述阴极包含被设置在多孔构件或集电器上的至少一种过渡金属二硫属化物。8.根据权利要求7所述的金属-空气蓄电池，其中所述阴极包含所述被设置在多孔碳构件上的至少一种过渡金属二硫属化物。9.根据权利要求7或8所述的金属-空气蓄电池，其中所述多孔构件与气相中的氧气接触。10.根据权利要求7至9中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中所述多孔构件是导电的。11.根据权利要求1至10中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物是TiX2、VX2、CrX2、ZrX2、NbX2、MoX2、HfX2、WX2、TaX2、TcX2或ReX2，其中每一个X独立地是S、Se或Te或其组合。12.根据权利要求1至10中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物是TiX2、MoX2或WX2，其中每一个X独立地是S、Se或Te或其组合。13.根据权利要求1至10中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物是TiS2、TiSe2、MoS2、MoSe2、WS2或WSe2。14.根据权利要求1至10中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物是TiS2、MoS2或WS2。15.根据权利要求1至10中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物是MoS2或MoSe2。16.根据权利要求1至10中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物是MoS2。17.根据权利要求1至16中任一项所述的金属-空气蓄电池，其中每一种过渡金属二硫属化物呈纳米颗粒形式。18.根据权利要求17所述的金属-空气蓄电池，其中所述过渡金属二硫属化物纳米颗粒具有约1nm至10...

【专利技术属性】
技术研发人员：A萨利希霍金，B库马，M阿萨迪，
申请(专利权)人：伊利诺伊大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国,US