一种用于中性锌-空气电池的Fe3O4/Fe/C催化剂及正电极的制备方法技术

本发明专利技术属于电催化领域，具体涉及一种用于中性锌‑空气电池的Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/Fe/C催化剂及正电极的制备方法。通过利用高能球磨机，使用铁球对碳粉进行球磨，铁球间的撞击将产生磨损使铁原子附着到碳基底上，然后将球磨后的碳粉置于具有混合气体的管式炉中，使部分铁单质被氧化成四氧化三铁，得到所需的催化剂。与现有技术相比，本发明专利技术使用机械球磨的方法，制备方法简便，成本低廉，且可以加快ORR和OER反应动力学，应用于中性锌空气电池中时能降低电压极化，提高电池的能量效率和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化领域，具体涉及一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、锌-空气电池具有理论能量密度高(1086wh/kg)、安全性好、原材料来源丰富、成本低廉和对环境友好等优势，是下一代储能电池的有力候选者。目前锌-空气电池主要作为一次电池被使用，最常见的就是助听器纽扣电池，并且人们尝试将其用于公共汽车，但这些都属于是不可充电的电池，只能电量耗尽时被丢弃，或更换锌板，从而补充负极活性物质继续使用，这种方式对锌板造成了大量的浪费，故无法大规模应用。而目前可充电的锌空气电池的研究大多使用强碱性电解质，如高浓度的氢氧化钾，但在碱性电解质下会发生许多副反应，包括锌负极的自腐蚀、析氢、钝化、电解液碳酸化和正极降解等，这些问题导致碱性锌-空气电池的循环可逆性差，无法商业应用。

2、根据报道，有研究者开发出使用近中性的醋酸锌电解质，其在锌锌对电池中表现出了良好的沉积和剥离效果，循环稳定的远高于使用碱性电解液的锌锌对电池，原因是温和的醋酸锌电解液中不会产生锌枝晶和腐蚀等副反应，提高了锌负极的可逆性，同时使用醋酸锌电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于中性锌-空气电池的Fe3O4/Fe/C催化剂，其特征在于，该催化剂包括四氧化三铁、铁和碳基底，四氧化三铁和铁的总含量不超过总质量的5％。

2.如权利要求1所述的一种用于中性锌-空气电池的Fe3O4/Fe/C催化剂，其特征在于，四氧化三铁：铁：碳基底的质量比为2：1：97。

3.一种用于中性锌-空气电池的Fe3O4/Fe/C催化剂的制备方法，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的一种用于中性锌-空气电池的Fe3O4/Fe/C催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，碳粉为炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、科琴黑、乙炔黑中的一种或几种。

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【技术特征摘要】

1.一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化剂，其特征在于，该催化剂包括四氧化三铁、铁和碳基底，四氧化三铁和铁的总含量不超过总质量的5％。

2.如权利要求1所述的一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化剂，其特征在于，四氧化三铁：铁：碳基底的质量比为2：1：97。

3.一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化剂的制备方法，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，碳粉为炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、科琴黑、乙炔黑中的一种或几种。

5.如权利要求3所述的一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，铁球直径为3～8mm，球体选择两种及以上尺寸，总投入量为恰好覆盖球磨罐底部，同时碳粉投入量不超过球磨罐总容积的二分之一。

6.如权利要求3所述的一种用于中性锌-空气电池的fe3o4/fe/c催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙威，祝黄威，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：