一种碳掺杂二氧化硅气凝胶空气电极及制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种碳掺杂二氧化硅气凝胶空气电极及制备方法和应用，属于空气电池技术领域。上述制备方法包括以下步骤：将化学添加剂和去离子水搅拌均匀得到混合溶液Ⅰ；在混合溶液Ⅰ中加入有机硅烷偶联剂和有机溶剂得到混合溶液Ⅱ；向混合溶液Ⅱ中加入酸性水溶液第一次调节pH值，得到二氧化硅水溶胶；后加入导电物质，再加入碱性水溶液第二次调节pH值，得到二氧化硅凝胶；将二氧化硅凝胶浸泡在低表面张力有机溶剂与乙醇复配的溶液Ⅲ中，后将二氧化硅凝胶取出浸泡于疏水改性剂中进行改性，改性完成后进行干燥，得到碳掺杂二氧化硅气凝胶。得到碳掺杂二氧化硅气凝胶。

【技术实现步骤摘要】
一种碳掺杂二氧化硅气凝胶空气电极及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及空气电池
，具体涉及一种碳掺杂二氧化硅气凝胶空气电极及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着能源短缺和环境问题的日趋严重，开发高效节能、环境友好的高性能动力电池势在必行。金属空气电池由于资源丰富、性价比高、理论比能量高等特点被认为是很有前景的能源装置。金属空气电池的主要构造有金属负极和空气电极等，参与正极反应的活性物质为电池外空气中的氧气。
[0003]金属空气电池最显著的特征是开放结构，与锂离子的全封闭结构不同。金属空气电池正极为空气中的氧气，具有极高的能力密度，负极反应物为活泼金属，通过正极氧气的还原和负极金属的氧化能够产生超高的能量，通过理论计算其理论能量密度是锂离子电池的3
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30倍。同时在其他方面也有着优秀的性能，如超长的循环寿命，较宽的工作温度范围，较强的安全稳定性等。但是目前金属空气电池存在电池活化性能差和浓差极化等造成电池内部的损耗，导致其充放电效率差，循环效率低。因此，制备高效可逆的空气电极是当前亟待解决的问题。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳掺杂二氧化硅气凝胶空气电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将化学添加剂和去离子水搅拌均匀得到混合溶液Ⅰ；S2：在混合溶液Ⅰ中加入有机硅烷偶联剂和有机溶剂得到混合溶液Ⅱ；S3：向混合溶液Ⅱ中加入酸性水溶液第一次调节pH值，得到二氧化硅水溶胶；后加入导电物质，再加入碱性水溶液第二次调节pH值，得到二氧化硅凝胶；S4：将二氧化硅凝胶浸泡在低表面张力有机溶剂与乙醇复配的溶液Ⅲ中，后将二氧化硅凝胶取出浸泡于疏水改性剂中进行改性，改性完成后进行干燥，得到碳掺杂二氧化硅气凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述化学添加剂为甲酰胺、乙酰胺、N，N
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二甲基甲酰胺、聚乙二醇、丙三醇中的一种；所述化学添加剂与去离子水的质量比为1：(3～5)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述有机硅烷偶联剂与有机溶剂的质量比为1：(6～9)；所述有机硅烷偶联剂为正硅酸乙酯或正硅酸丁酯；所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、正己烷中的一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述酸性水溶液为盐酸、硝酸、草酸中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，郭梦，杨晓武，张康，郭丽媛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：