一种催化剂及其制备和作为正极材料在石墨烯基锂氧气电池中的应用制造技术

本申请公开了一种石墨烯基锂氧气电池正极催化剂、制备方法及应用。所述催化剂为石墨烯负载四氧化三锰催化剂；所述催化剂微观形貌为纳米片层结构，其中四氧化三锰主要暴露(101)晶面。制备方法为将含有锰源和石墨烯水及乙醇混合溶液搅拌后离心清洗，冷冻干燥，得到冻干材料，退火，得到所述石墨烯基锂氧气电池正极催化剂。该制备方法简单，所需仪器常见，易于规模化生产；并且所制备的石墨烯基锂氧电池正极催化剂具有均匀的锰氧化物纳米片结构及优异的导电性；以其为锂氧气电池正极材料获得优异的充放电区间及长循环稳定性。得优异的充放电区间及长循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂及其制备和作为正极材料在石墨烯基锂氧气电池中的应用


[0001]本申请涉及一种催化剂及其制备和作为正极材料在石墨烯基锂氧气 电池中的应用，属于锂氧气电池领域


技术介绍

[0002]近年来，由于煤、石油等清洁能源消耗殆尽及环境污染的日益严重， 绿色、安全、高效的新型储能器件备受人们关注，其中，锂空气电池因其 超高理论能量密度、绿色及安全可靠等优点，而被誉为新型的新能源电池。 然而，锂空电池的商业化发展受到空气正极、电解液、隔膜及锂金属负极 多方面制约，尤其是空气正极催化剂的发展限制了金属空气电池的整体性 能。因此，设计高效的金属空气电池正极催化剂是一个迫切需要解决的问 题。在众多正极催化剂材料中，锰基材料具有性能优异、价格低廉及绿色 环保等优点而被大量工作广泛研究，同时，石墨烯作为良好的导电载体也 进一步的提高了锰氧化物导电性差的问题，从而进一步实现在锂氧气电池 中的优异性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种催化剂及其制备和作为正极材料在石墨 烯基锂氧气电池中的应用，其制备得到的石墨烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂为石墨烯负载四氧化三锰催化剂；所述催化剂微观形貌为纳米片层结构，其中四氧化三锰主要暴露(101)晶面。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中，锰元素的摩尔含量为1～20％；所述催化剂的比表面积为40～100m2/g。3.一种权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，将含有锰源和石墨烯的混合溶液经离心清洗、冷冻、退火，得到所述石墨烯负载四氧化三锰催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，锰源和石墨烯的质量比为2～8:10；所述混合溶液的溶剂含有乙醇和水，其中混合溶液中乙醇和水的体积比为1～2：4；所述混合溶液中，石墨烯的浓度为0.5mg/mL～2mg/mL。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液由以下步骤获得：(1)将含有石墨烯的水溶液与乙醇混合，获得石墨烯水及乙醇混合溶液；(2)将含有锰源的水溶液加入步骤(1)获得的石墨烯水及乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠帅，李月娇，秦洁琼，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：