金属-有机框架材料作为碱金属空气电池负极保护材料的应用、碱金属空气电池制造技术

本发明专利技术提供了金属‑有机框架材料作为碱金属空气电池负极保护材料的应用、碱金属空气电池，属于电化学储能领域以及金属有机框架材料技术领域。本发明专利技术碱金属空气电池负极保护材料中的金属‑有机框架材料的多孔特性有利于碱金属离子流的均匀分布，促进碱金属的均匀沉积，避免碱金属枝晶的不可控生长，防止出现碱金属枝晶刺穿隔膜而导致的短路意外、火灾等安全事故等，保证碱金属负极使用的安全稳定性。同时，本发明专利技术的金属‑有机框架材料具有优异的吸水性，能够避免碱金属空气电池因水引起的腐蚀，提高了碱金属空气电池负极的稳定性、循环寿命和安全性能。以上述保护材料为保护层的碱金属空气电池，也具有优异的循环性、稳定和安全性。

【技术实现步骤摘要】
金属-有机框架材料作为碱金属空气电池负极保护材料的应用、碱金属空气电池
本专利技术涉及电化学储能领域以及金属有机框架材料
，尤其涉及金属-有机框架材料作为碱金属空气电池负极保护材料的应用、碱金属空气电池。
技术介绍
随着电动汽车等大型设备的快速发展，人们对于高能量密度的新型电池的需求不断增加，普通的锂离子、钠离子、钾离子电池已经无法满足人们的需求，亟需发展新一代高能清洁能源。碱金属空气电池以其高能量密度吸引了众多研究工作者的研究兴趣。然而碱金属空气电池本身还有很多问题需要解决，如电解液的不稳定性、正极的可逆性差以及负极的不稳定性。目前，针对碱金属空气电池中电解液和正极的缺陷，已经有大量文献报道和研究，且问题已经得到很大改善；而针对碱金属空气电池的负极保护研究还相对较少，但负极的不稳定性是影响锂空气电池实用化的重要因素。碱金属负极尤其是金属锂，由于其具有高理论比容量3860mA·h·g-1和低电势(-3.04V相对于标准氢电极)等优点成为一种最适合作为电池负极的材料。然而，碱金属负极在充放电过程中会产生枝晶，枝晶不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属-有机框架材料作为碱金属空气电池负极保护材料的应用，其特征在于，所述金属-有机框架材料为MOF-801、MIL-160、UiO-66或MOF-303中的一种或多种，所述金属-有机框架材料的比表面积为500m

【技术特征摘要】
1.金属-有机框架材料作为碱金属空气电池负极保护材料的应用，其特征在于，所述金属-有机框架材料为MOF-801、MIL-160、UiO-66或MOF-303中的一种或多种，所述金属-有机框架材料的比表面积为500m2/g以上。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属-有机框架材料在碱金属空气电池负极上的负载厚度为10～1000μm。


3.一种碱金属空气电池，包括正极、负极、电解液和隔膜，所述正极包括气体电极、催化剂、第一粘结剂和导电填料，其特征在于，所述负极包括负极电极和负载在负极电极上的金属-有机框架材料；所述负极电极为纯锂、纯钠、纯钾或碱金属复合电极，所述碱金属复合电极为铜、银、金、铝和碳材料中的一种或多种作为导电基底的碱金属复合电极。


4.根据权利要求3所述的碱金属空气电池，其特征在于，所述金属-有机框架材料以料浆的形式使用，所述料浆中包括金属-有机框架材料和有机溶剂；所述金属-有机框架材料和有机溶剂的质量比为1:10～10:1。


5.根据权利要求4所述的碱金属空气电池，其特征在于，所述有机溶剂包括二甲基亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N甲基吡咯烷酮和N,N二甲基乙酰胺中的一种或多种。


6.根据权利要求4所述的碱金属空气电池，其特征在于，所述料浆中还包括第二粘结剂，所述第二粘结剂包括碱金属离子化的Nafion溶液、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、海藻酸钠和聚四氟乙烯中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：康书文，谢海明，丛丽娜，孙立群，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22