一种高倍率性能的锂氧电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高倍率性能的锂氧电池及其制备方法，涉及锂氧电池技术领域。本发明专利技术以负载金属钌(Ru)的碳基纳米笼为正极催化复合材料，同时在电解液中添加可溶性氧化还原介质甘氨酸亚铁(Fe(gly)<subgt;2</subgt;)；利用Ru的高催化活性降低锂氧电池充放电反应时的过电势；利用碳基纳米笼的大比表面积和分级孔结构，协助放电产物Li<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;的分散容留以及氧气、锂离子等物料的输运；利用Fe(gly)<subgt;2</subgt;有效催化Li<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;放电产物形成均匀分散的小尺寸颗粒以及随充电过程分解的性能；此外，本申请限定正极催化材料上金属钌的负载量为12～14wt％，电解液中Fe(gly)<subgt;2</subgt;的浓度为30～50mM，使两者充分发挥协同作用，在1000mAh/g的截止容量和5A/g电流密度下可循环超过150圈，倍率性能和循环稳定性均得到明显增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂氧电池，具体涉及一种以负载钌的碳基纳米笼为正极复合催化材料、并在电解液中添加有可溶性氧化还原介质的锂氧电池，还公开了该锂氧电池的具体制备办法。

技术介绍

1、近年来，为应对全球气候变化与能源危机问题，相关领域科研人员为发掘出清洁可再生替代能源做出了不懈努力。社会对能源存储与转化装置需求量增大，高性能电化学储能装置受到越来越多的关注。其中，锂氧电池(lob)由于具备超过11000wh/kg的极高理论能量密度成为备受关注的二次电池。

2、锂氧电池放电时，在正极处发生复杂的三相界面反应。氧气(o2)与锂离子(li+)反应生成超氧化锂(lio2)中间体，再通过歧化反应生成最终放电产物过氧化锂(li2o2)。产物li2o2会因为难溶于电解液而逐渐沉积到正极表面。又因为li2o2导电性差，充电时难以完全分解。随着电池循环次数的增加，导致正极被li2o2覆盖甚至多孔通道被堵塞，致使o2与电解液传输受阻。放电时正极的氧还原反应(orr)与充电时的氧析出反应(oer)都受此影响，充放电时不仅难以维持稳定的电压平台，且由于其极化效应，过电势也会大大本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高倍率性能的锂氧电池，由带孔正极壳、正极极片、隔膜、电解液、锂片、垫片、弹片、负极壳组成，正极极片是将正极催化复合材料与粘结剂混合制成浆料后涂覆在集流体上制成的，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种高倍率性能的锂氧电池，其特征在于，所述锂氧电池在1000mAh/g的截止容量和5A/g电流密度下能循环超过150圈。

3.如权利要求1所述的一种高倍率性能的锂氧电池，其特征在于，所述碳基纳米笼为碳纳米笼或氮掺杂碳纳米笼。

4.一种高倍率性能的锂氧电池的制备方法，其特征在于，制备过程如下：

5.如权利要求4所述的一种高倍率性能的锂氧电池...

【技术特征摘要】

1.一种高倍率性能的锂氧电池，由带孔正极壳、正极极片、隔膜、电解液、锂片、垫片、弹片、负极壳组成，正极极片是将正极催化复合材料与粘结剂混合制成浆料后涂覆在集流体上制成的，其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种高倍率性能的锂氧电池，其特征在于，所述锂氧电池在1000mah/g的截止容量和5a/g电流密度下能循环超过150圈。

3.如权利要求1所述的一种高倍率性能的锂氧电池，其特征在于，所述碳基纳米笼为碳纳米笼或氮掺杂碳纳米笼。

4.一种高倍率性能的锂氧电池的制备方法，其特征在于，制备过程如下：

5.如权利要求4所述的一种高倍率性能的锂氧电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碳基纳米笼为碳纳米笼或氮掺杂碳纳米笼，碳基纳米笼的质量为50～100mg，乙二醇的体积为30～50ml。

6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家恒，陈光海，王喜章，吴强，杨立军，胡征，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：