一种纳米催化剂及其制备方法和在抑制锂氧气电池副反应中的应用技术

技术编号:45950015 阅读:11 留言:0更新日期:2025-07-29 17:52
本申请公开了一种纳米催化剂及其制备方法和在抑制锂氧气电池副反应中的应用,属于新型储能材料技术领域。所述纳米催化剂包括空心载体和单分散活性金属;所述空心载体包括多孔壳层和由所述多孔壳层围成的球形空腔;所述多孔壳层的材料为氧化钴;所述单分散活性金属负载于所述多孔壳层的表面。该纳米催化剂表面存在大量的活性位点,能高效地活化氧气,使得电池具有高放电容量,可达12728mAh/g。更重要的是,该催化剂能抑制充放电过程中副反应的发生,减少碳酸锂的产生,显著提高了电池运行过程中的可逆性,获得了优异的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种纳米催化剂及其制备方法和在抑制锂氧气电池副反应中的应用,属于新型储能材料。


技术介绍

1、随着社会的发展,从化石能源向可再生能源的转变已经成为人类共同面临的重要目标,而可再生能源(如太阳能和风能)的大规模利用需要与之匹配的大容量存储和释放能量的储能媒介。然而,目前锂离子电池的容量很难满足相应需求,需要寻找更高容量的电池体系。锂氧气电池因具有超高的理论能量密度(与汽油相当)而受到广泛关注。

2、然而,锂氧气电池目前难以作为二次电池实现商业化应用,主要是因为放电产物过氧化锂很难被高效分解并且在充放电过程中往往伴随着严重的副反应。碳酸锂是锂氧气电池中主要的副产物之一,其化学性质比过氧化锂更稳定,在后续循环中很难分解,进而堵塞电极孔隙,影响电极扩散过程,导致电池可逆性差。此外锂氧电池在高充电电位下容易产生高反应活性的超氧化物和单线态氧,这些活性物质会与电极和电解液反应发生不可逆的副反应,导致电池容量衰减甚至循环终止。因此抑制电池充放电过程的副反应,避免碳酸锂的产生,对降低电池过电位、提高可逆性和延长寿命有重要帮助,但目前对锂氧气电池副反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米催化剂,其特征在于,所述纳米催化剂包括空心载体和单分散活性金属;

2.根据权利要求1所述的纳米催化剂,其特征在于,所述多孔壳层的外表面具有由多孔纳米片形成的状堆积结构。

3.根据权利要求2所述的纳米催化剂,其特征在于,所述多孔纳米片的长度方向的尺寸为200nm~300nm;

4.根据权利要求1所述的纳米催化剂,其特征在于,所述单分散活性金属选自单分散状态的Ru、Rh、Ta、Nb、In、Bi中的至少一种。

5.权利要求1至4任一项所述纳米催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种纳米催化剂,其特征在于,所述纳米催化剂包括空心载体和单分散活性金属;

2.根据权利要求1所述的纳米催化剂,其特征在于,所述多孔壳层的外表面具有由多孔纳米片形成的状堆积结构。

3.根据权利要求2所述的纳米催化剂,其特征在于,所述多孔纳米片的长度方向的尺寸为200nm~300nm;

4.根据权利要求1所述的纳米催化剂,其特征在于,所述单分散活性金属选自单分散状态的ru、rh、ta、nb、in、bi中的至少一种。

5.权利要求1至4任一项所述纳米催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宇南彩云江彦颖吴敏
申请(专利权)人:九江市杰尼新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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