CN102593556B - 一种锂空气或氧气电池 - Google Patents
一种锂空气或氧气电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102593556B CN102593556B CN201210057905.3A CN201210057905A CN102593556B CN 102593556 B CN102593556 B CN 102593556B CN 201210057905 A CN201210057905 A CN 201210057905A CN 102593556 B CN102593556 B CN 102593556B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- nitrogen
- oxygen
- electrode
- carbon material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 126
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 126
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 25
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title description 25
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- -1 transition metal carbides Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 82
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 77
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 63
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 36
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 30
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 22
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 claims description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 7
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 10
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 abstract description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 24
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 15
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004966 Carbon aerogel Substances 0.000 description 2
- 238000001241 arc-discharge method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000021050 feed intake Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂空气或氧气电池，包括空气或氧气电极，负极、隔膜以及电解液，所述的空气或氧气电极的材料包括氮杂炭材料，还可以包括过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化物、过渡金属碳化物等催化剂中的一种或两种以上。本发明使用氮杂炭材料代替传统炭材料，同时可辅助使用或不使用廉价的催化剂组成空气或氧气电极的活性物质，最终得到的锂空气或氧气电池具备比现有锂空气或氧气电池更高的比容量和更高的放电平台，整体电化学性能优良，有更好的工业实用价值。此外，本发明的锂空气或氧气电池作为取代锂离子电池的后备电池极为合适。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种锂空气或氧气电池。
背景技术
当今，环境问题备受关注，所以取代燃油动力车辆的电动或混合动力车所需储能器件得到很好发展。锂离子电池由于高能量密度，目前已广泛应用于便携式电子产品、电动工具等领域。然而，迄今成熟的锂离子电池均以钴、镍等无机过渡金属元素为主要的正极活性材料，因此锂离子电池的大规模使用，势必导致钴、镍等金属资源危机。并且，锂离子电池的能量密度已接近极限。故而，开发更高能量密度的化学电源成为必然。锂空气或氧气电池，即：锂空气(氧气)电池，由于具有高达3.81Ahg-1的容量密度和2790Whkg-1的能量密度，被认为是最有可能满足上述需求的化学电源。
锂空气或氧气电池的工作原理是：以金属锂为负极，由碳基材料组成的多孔电极(即空气或氧气电极)为正极，放电过程中，金属锂在负极失去电子成为锂离子，电子通过外电路到达多孔电极，此时电子并没有将多孔电极上的碳还原，而是像人类的呼吸一样，将空气中的氧气或氧气还原，这一反应持续进行，电池便可以向负载提供能量；充电过程正好相反，在充电电压的作用下，放电过程中产生的放电产物首先在多孔电极被氧化，重新放出氧气，锂离子则在负极被还原成金属锂，待该过程进行完全，则电池又可重新向负载提供能量。
锂空气或氧气电池的空气或氧气电极扮演着重要角色，其性能好坏直接决定了最终锂空气或氧气电池的各项性能指标。目前，锂空气或氧气电池的空气或氧气电极材料多采用常用炭材料，如商业化炭黑(如KB系列、XC-72和XC-72R、BP2000等)、自制活性炭、碳气凝胶、石墨烯等。由于这些炭材料自身结构的限制，其氧还原催化性能有限，致使锂空气或氧气电池高容量和高能量密度的潜力未能充分发挥。有研究表现将少量的氮原子掺杂到炭纳米材料中(参考文献：1.K.P.Gong，F.Du，Z.H.Xia，M.Durstock，L.M.Dai， Sience，323，760(2009)；2.X.R.Wang，X.L.Li，L.Zhang，Y.K.Yoon，P.K.Weber，H.L.Wang，J.Guo，H.J.Dai，Sience，324，768(2009)；3.J.P.Dong，X.M.Qu，L.J.Wang，C.J.Zhao，J.Q.Xu，Electroanalysis.，20，1981(2008).)，N原子的孤对电子可以和石墨平面的大π键形成共轭体系，并且由于N的电负性较C大，具有拉电子效应，可以使整个碳材料的电子结构、力学性能产生改变，使其与掺杂前相比表现出更好的电催化和光催化性能。该种掺杂改性的炭材料已成功用作燃料电池氧还原催化剂，然而锂空气(氧气)电池还未见报道有使用氮杂炭材料作为电极材料。
目前，锂空气(氧气)电池空气(氧气)电极除使用炭材料作为电极主要材料外，还使用具有氧还原催化活性的MnO2、Fe3O4、Co3O4等过渡金属氧化物。
另外，有研究显示过渡金属氮或碳化物，因其表面性质和催化活性类似于Pt等贵金属，而在异相催化中表现出较好的催化活性，被称为“准铂金催化剂”，被认为有很好的氧还原催化活性(参考文献：甘赠国，黄志宇，庞纪峰，过渡金属碳化物的催化研究进展，精细石油化工进展，2007，8(6)，37-41)。
发明内容
本发明提供了一种具备比现有锂空气(氧气)电池更高的比容量和更高的放电平台的高性能锂空气(氧气)电池。
一种锂空气或氧气电池，包括空气或氧气电极，负极、隔膜以及电解液，所述的空气或氧气电极的材料包括氮杂炭材料。
本发明锂空气或氧气电池的结构采用现有锂空气或氧气电池的结构，如以空气或氧气电极为正极，依次叠加正极、隔膜和负极，正极和负极之间充满电解液；或者，以空气或氧气电极为正极，依次叠加正极、隔膜和负极，电解液充满锂空气电池的整个空间。所述的负极、隔膜以及电解液均采用本领域锂空气或氧气电池通用的负极、隔膜以及电解液，并没有特别的限制。
所述的负极的材料可选用锂空气或氧气电池常用的现有材料，如锂片。
所述的隔膜可选用锂空气或氧气电池常用的现有隔膜，如微孔聚丙烯膜。
所述的电解液可选用锂空气或氧气电池常用的现有电解液，如锂盐的非质子性有机溶剂电解质溶液。
为了达到更好的发明效果，优选：
所述的氮杂炭材料可选用现有的市售产品或者采用现有的制备方法制备，如可参照《简单电弧放电方法大批量合成氮杂多层石墨烯》(Nan Li，Zhiyong Wang，Keke Zhao，Zujin Shi，Zhennan Gu，Shukun Xu，Large scale synthesis of N-doped multi-layered grapheme sheets by simple arc-discharge method，CARBON，2010，48：255-259)、《氮杂石墨烯作为燃料电池用非金属氧还原催化剂的研究》(Liangti Qu，Yong Liu，Jong-Beom Baek，and Liming Dai，Nitrogen-Doped Graphene as Efficient Metal-Free Electrocatalyst for Oxygen Reduction in Fuel Cells，ACS Nano.，2009)或者《甲醇电催化氧化用高分散高负载核壳结构炭材料载铂催化剂》(Gang Wu，Deyu Li，Changsong Dai，Dianlong Wang，and Ning Li，Well-Dispersed High-Loading Pt Nanoparticles Supported by Shell-Core Nanostructured Carbon for Methanol Electrooxidation，Langmuir，2008，24，3566-3575)等中的氮杂炭材料的制备方法制备。所述的氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量优选为0.1％-15％。
所述的氮杂炭材料的碳源可选用炭纳米管、石墨烯、炭黑、活性炭、碳气凝胶中的一种。所述的炭黑优选导电炭黑或可琴黑(Ketjen Black系列)等。
所述的空气或氧气电极的材料还可以包括过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化物、过渡金属碳化物等催化剂中的一种或两种以上。
所述的空气或氧气电极的材料中过渡金属氧化物的质量百分含量优选为1％-60％。
所述的过渡金属氧化物可选用MnO2、Fe3O4、Co3O4中的一种或两种以上。
所述的空气或氧气电极的材料中过渡金属氮化物的质量百分含量优选为1％-60％。
所述的过渡金属氮化物可选用TiN、CoN中的一种或两种。
所述的空气或氧气电极的材料中过渡金属碳氮化物的质量百分含量优选为1％-60％。
所述的过渡金属碳氮化物可选用钛金属碳氮化物(TiCxNy，其中x为任意值，y为任意值)。
所述的空气或氧气电极的材料中过渡金属碳化物的质量百分含量优选为1％-60％。
所述的过渡金属碳化物可选用VC、Mo2C、WC中的一种或两种以上。
本发明的锂空气或氧气电池采用本领域现有技术制备。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明使用氮杂炭材料代替传统炭材料，同时可辅助使用或不使用廉价的过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳化物、过渡金属碳氮化物等中的一种或两种以上做催化剂组成空气或氧气电极的活性物质，最终得到的锂空气或氧气电池具备比现有锂空气或氧气电池(如使用未掺杂的炭材料作为空气或氧气电极材料的锂空气或氧气电池或者使用未掺杂的炭材料和催化剂作为空气或氧气电极材料的锂空气或氧气电池)更高的比容量和更高的放电平台，整体电化学性能优良，有更好的工业实用价值。此外，本发明的锂空气或氧气电池作为取代锂离子电池的后备电池极为合适。
本发明锂空气或氧气电池具有高比容量、高能量密度、高放电平台和低内阻的特性，而且这些特性可以持续较长时间；具有上述特征的机理推导如下：
在使用氮杂炭材料作为锂空气或氧气电池的空气或氧气电极材料时，由于氮杂炭材料的氧还原催化性能好于炭材料没杂氮以前，好的氧还原催化活性使锂空气或氧气电池的空气或氧气电极侧电化学反应极化降低，放电平台变高。在相同的放电比容量下，放电能量密度变高；
此外，具有相对较好氧还原催化活性的MnO2、Fe3O4、Co3O4等过渡金属氧化物、TiN、CoN等过渡金属氮化物和VC、Mo2C、WC、TiCxNy等过渡金属碳(氮)化物作为辅助锂空气或氧气电池的空气或氧气电极材料的使用可以使上述机理得到加强。使锂空气或氧气电池的电化学性能更优越。
附图说明
图1是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用氮掺杂(炭源为KB-EC600JD)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图2是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用氮掺杂(炭源为KB-EC600JD)前后的炭材料作为电极炭材料的阻抗谱图；
图3是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用氮掺杂(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图4是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用混合1wt％TiN的氮掺杂(炭源为炭源为KB-EC600JD)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图5是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用混合30wt％TiN的氮掺杂(炭源为炭源为KB-EC600JD)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图6是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用混合60wt％TiN的氮掺杂(炭源为炭源为KB-EC600JD)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图7是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用混合1wt％TiN的氮掺杂(炭源为炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图8是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用混合30wt％TiN的氮掺杂(炭源为炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图9是锂空气或氧气电池的空气或氧气电极使用混合60wt％TiN的氮掺杂(炭源为炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)前后的炭材料作为电极炭材料的放电曲线；
图中，Cell voltage为电池电压，Specifical capacity为比容量，KB-EC600JD表示炭黑，NdKB-EC600JD表示氮杂炭黑材料，-Z”为阻抗虚部(单位欧姆)，Z’为阻抗实部(单位欧姆)，MWCNTs表示多壁碳纳米管，NdMWCNTs表示氮杂多壁碳纳米管材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一、空气或氧气电极制备
氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料是通过现有制备方法制备的，参考文献：《甲醇电催化氧化用高分散高负载核壳结构炭材料载铂催化剂》(Gang Wu，Deyu Li，Changsong Dai，Dianlong Wang，and Ning Li，Well-Dispersed High-Loading Pt Nanoparticles Supported by Shell-Core Nanostructured Carbon for Methanol Electrooxidation，Langmuir，2008，24，3566-3575)。
氮杂科琴黑(NdKB-EC600JD)制备方法：搅拌-超声分散科琴黑(KB-EC600JD)的甲醇溶液，得到均匀的科琴黑甲醇悬浊液，将盛有该悬浊液的烧杯放入冰水浴中，将苯胺(苯胺投料按目标产物氮杂科琴黑中氮元素的质量百分含量为2.7％过量15％计算)和过硫酸铵的硫酸溶液(摩尔比 为1∶1)分别滴加到科琴黑甲醇悬浊液中，随着过硫酸铵的硫酸溶液的滴加，混合溶液逐渐由浅白色变为深咖啡色，最后变为墨绿色，反应6小时后将产物抽滤，60℃真空干燥，得到聚苯胺-科琴黑复合材料。将该复合材料于管式炉中N2气气氛下900℃煅烧2小时，得到氮杂科琴黑(NdKB-EC600JD)材料。
将氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料(炭源为KB-EC600JD)研磨均匀后加入混匀的聚四氟乙烯(PTFE)+二次去离子水(D.I.W)+辛基酚聚氧乙烯醚(PO，一种乳化剂)乳液(该乳液中PTFE的重量百分含量为60％，D.I.W的重量百分含量为30％，PO的重量百分含量为10％)，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为2.7％，氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的氮杂炭材料(炭源为KB-EC600JD)电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的氮杂炭材料(炭源为KB-EC600JD)电极为工作电极(正极)，金属锂片为辅助电极(负极)，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC(六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯)+DMC(碳酸二甲酯)+DEC(碳酸二乙酯)(EC、DMC与DEC的体积比为1∶1∶1)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池阻抗测试
测试启始电压为电池开路电压，测试频率为10-2Hz～105Hz。结果见图2。
四、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图1。
比较例1
一、空气或氧气电极制备
将炭黑(KB EC600JD)研磨均匀后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO(PTFE60wt.％，D.I.W 30wt.％，PO 10wt.％)乳液，炭黑(KB EC600JD)与PTFE的 质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的KB EC600JD电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的KB EC600JD电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(1∶1∶1，v/v/v)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池阻抗测试
测试启始电压为电池开路电压，测试频率为10-2Hz～105Hz。结果见图2。
四、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图1。
图1的首次放电结果表明N杂炭材料作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N炭材料要高，也就是说N杂炭材料作为电极材料的电池电化学性能得到提高。图2说明N杂炭材料作为电极材料的电池较未杂N炭材料内阻要小。
实施例2
一、空气或氧气电极制备
氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料是通过现有制备方法制备的，参考文献：《甲醇电催化氧化用高分散高负载核壳结构炭材料载铂催化剂》(Gang Wu，Deyu Li，Changsong Dai，Dianlong Wang，and Ning Li，Well-Dispersed High-Loading Pt Nanoparticles Supported by Shell-Core Nanostructured Carbonfor Methanol Electrooxidation，Langmuir，2008，24，3566-3575)。
氮杂多壁碳纳米管(Nd-MWCNTs)制备方法：搅拌-超声分散多壁碳纳米管(MWCNTs)的甲醇溶液，得到均匀的多壁碳纳米管甲醇悬浊液，将盛有该悬浊液的烧杯放入冰水浴中，将苯胺(苯胺投料按目标产物氮杂多壁碳纳米管中氮元素的质量百分含量为1.7％过量15％计算)和过硫酸铵的硫酸溶液(摩尔比为1∶1)分别滴加到多壁碳纳米管甲醇悬浊液中，随着过硫酸铵的硫酸溶液的滴加，混合溶液逐渐由浅白色变为深咖啡色，最后变为墨绿色，反应6小时后将产物抽滤，60℃真空干燥，得到聚苯胺-多壁碳纳米管 复合材料。将该复合材料于管式炉中N2气气氛下900℃煅烧2小时，得到氮杂多壁碳纳米管(Nd-MWCNTs)材料。
将氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)研磨均匀后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO(PTFE 60wt.％，D.I.W 30wt.％，PO10wt.％)乳液，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为1.7％，氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的氮杂炭材料(炭源为MWCNTs)电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的氮杂炭材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(1∶1∶1，v/v/v)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图3。
图3的首次放电结果表明N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N多壁碳纳米管要高，也就是N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
实施例3
一、空气或氧气电极制备
氮杂科琴黑(NdKB-EC600JD)的制备同实施例1中氮杂科琴黑的制备。
将氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料和TiN按质量比99∶1混合研磨均匀(均匀混合物标记为NdKB-EC600JD+1wt％TiN)后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO乳液(该乳液中PTFE的重量百分含量为60％，D.I.W的重量百分含量为30％，PO的重量百分含量为10％)，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为2.7％，氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料和TiN材料总质量与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片 状(φ＝14mm)的混合1wt％TiN的氮杂炭电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的混合1wt％TiN的氮杂炭电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(EC、DMC与DEC的体积比为1∶1∶1)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图4。
图4的首次放电结果表明混合1wt％TiN的N杂炭材料作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N炭材料(KB-EC600JD)要高，也就是混合1wt％TiN的N杂炭材料作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
实施例4
一、空气或氧气电极制备
氮杂科琴黑(NdKB-EC600JD)的制备同实施例1中氮杂科琴黑的制备。
将氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料和TiN按质量比7∶3混合研磨均匀(均匀混合物标记为NdKB-EC600JD+30wt％TiN)后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO乳液(该乳液中PTFE的重量百分含量为60％，D.I.W的重量百分含量为30％，PO的重量百分含量为10％)，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为2.7％，氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料和TiN材料总质量与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的混合30wt％TiN的氮杂炭电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的混合30wt％TiN的氮杂炭材料电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(EC、DMC与DEC的体积比为1∶1∶1)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图5。
图5的首次放电结果表明混合30wt％TiN的N杂炭材料作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N炭材料要高，也就是混合30wt％TiN的N杂炭材料作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
实施例5
一、空气或氧气电极制备
氮杂科琴黑(NdKB-EC600JD)的制备同实施例1中氮杂科琴黑的制备。
将氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料和TiN按质量比4∶6混合研磨均匀(均匀混合物标记为NdKB-EC600JD+60wt％TiN)后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO乳液(该乳液中PTFE的重量百分含量为60％，D.I.W的重量百分含量为30％，PO的重量百分含量为10％)，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为2.7％，氮杂炭(NdKB-EC600JD)材料和TiN材料总质量与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的混和60wt％TiN的氮杂炭电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的混和60wt％TiN的氮杂炭材料电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(EC、DMC与DEC的体积比为1∶1∶1)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图6。
图6的首次放电结果表明混合60wt％TiN的N杂炭材料作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N炭材料(KB-EC600JD)要高，也就是混合60wt％TiN的N杂炭材料作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
实施例6
一、空气或氧气电极制备
除了苯胺投料按目标产物氮杂多壁碳纳米管中氮元素的质量百分含量为15％过量15％计算之外，氮杂多壁碳纳米管(Nd-MWCNTs)的制备同实施例2中多壁碳纳米管的制备。
将氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)和TiN按质量比99∶1(标记为Nd-MWCNTs+1wt％TiN)研磨均匀后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO(PTFE 60wt.％，D.I.W 30wt.％，PO 10wt.％)乳液，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为15％，氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料和TiN总质量与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的混合1wt％TiN的氮杂炭材料(炭源为MWCNTs)电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的混合1wt％TiN的氮杂炭材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(1∶1∶1，v/v/v)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图7。
图7的首次放电结果表明混合1wt％TiN的N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N多壁碳纳米管要高，也就是混合1wt％TiN的N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
实施例7
一、空气或氧气电极制备
除了苯胺投料按目标产物氮杂多壁碳纳米管中氮元素的质量百分含量为15％过量15％计算之外，氮杂多壁碳纳米管(Nd-MWCNTs)的制备同实施例2中多壁碳纳米管的制备。
将氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)和TiN按质量比7∶3(标记为Nd-MWCNTs+30wt％TiN)研磨均匀后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO(PTFE 60wt.％，D.I.W 30wt.％，PO 10wt.％)乳液，其中 氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为15％，氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料和TiN总质量与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的混合30wt％TiN的氮杂炭材料(炭源为MWCNTs)电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的混合30wt％TiN的氮杂炭材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(1∶1∶1，v/v/v)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图8。
图8的首次放电结果表明混合30wt％TiN的N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N多壁碳纳米管要高，也就是混合30wt％TiN的N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
实施例8
一、空气或氧气电极制备
除了苯胺投料按目标产物氮杂多壁碳纳米管中氮元素的质量百分含量为15％过量15％计算之外，氮杂多壁碳纳米管(Nd-MWCNTs)的制备同实施例2中多壁碳纳米管的制备。
将氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)和TiN按质量比4∶6(标记为Nd-MWCNTs+60wt％TiN)研磨均匀后加入混匀的PTFE+D.I.W+PO(PTFE 60wt.％，D.I.W 30wt.％，PO 10wt.％)乳液，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为15％，氮杂炭(Nd-MWCNTs)材料和TiN总质量与PTFE的质量比为85∶15，搅拌成粘稠状，将其涂在约0.1mm厚的集流体泡沫镍上。待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状(φ＝14mm)的混合60wt％TiN的氮杂炭材料(炭源为MWCNTs)电极，移入充满氩气的手套箱备用。
二、锂空气或氧气电池组装
以第一部分所制备的混合TiN的氮杂炭材料(炭源为多壁碳纳米管：MWCNTs)电极为工作电极，金属锂片为辅助电极，电解液为LiPF6浓度为1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(1∶1∶1，v/v/v)溶液，隔膜为微孔聚丙烯Celgard-2400膜，组装成带有空气(氧气)扩散孔的CR2032扣式空气电池。将组装好的空气电池放入测试装置中充放电。
三、电池充放电
充放电截止电压2V～4.2V，充放电电流密度j＝5mAg-1。充放电结果见图9。
图9的首次放电结果表明混合60wt％TiN的N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池放电比容量和放电平台都较未杂N多壁碳纳米管要高，也就是混合60wt％TiN的N杂多壁碳纳米管作为电极材料的电池电化学性能得到提高。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种锂空气或氧气电池，包括空气或氧气电极，负极、隔膜以及电解液，其特征在于，所述空气或氧气电极的制备方法为：将氮杂炭材料NdKB-EC600JD和TiN按质量比7：3混合研磨均匀后加入混匀的聚四氟乙烯+二次去离子水+辛基酚聚氧乙烯醚乳液；所述乳液中聚四氟乙烯的重量百分含量为60％，二次去离子水的重量百分含量为30％，辛基酚聚氧乙烯醚乳液的重量百分含量为10％，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为2.7％，氮杂炭材料和TiN材料总质量与聚四氟乙烯的质量比为85：15，搅拌成粘稠状，将其涂在0.1mm厚的集流体泡沫镍上；待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状的混合30wt％TiN的氮杂炭电极，移入充满氩气的手套箱备用，氮杂炭材料电极的φ＝14mm；
所述氮杂炭材料NdKB-EC600JD的制备方法：搅拌-超声分散科琴黑KB-EC600JD的甲醇溶液，得到均匀的科琴黑甲醇悬浊液，将盛有所述悬浊液的烧杯放入冰水浴中，将苯胺和过硫酸铵的硫酸溶液按摩尔比为1：1分别滴加到科琴黑甲醇悬浊液中，所述苯胺投料按目标产物氮杂科琴黑中氮元素的质量百分含量为2.7％过量15％计算，随着过硫酸铵的硫酸溶液的滴加，混合溶液逐渐由浅白色变为深咖啡色，最后变为墨绿色，反应6小时后将产物抽滤，60℃真空干燥，得到聚苯胺-科琴黑复合材料；将所述复合材料于管式炉中N2气气氛下900℃煅烧2小时，得到NdKB-EC600JD。
2.一种锂空气或氧气电池，包括空气或氧气电极，负极、隔膜以及电解液，其特征在于，所述空气或氧气电极的制备方法为：将氮杂炭材料NdKB-EC600JD研磨均匀后加入混匀的聚四氟乙烯+二次去离子水+辛基酚聚氧乙烯醚乳液；所述乳液中聚四氟乙烯的重量百分含量为60％，二次去离子水的重量百分含量为30％，辛基酚聚氧乙烯醚乳液的重量百分含量为10％，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为2.7％，氮杂炭材料与聚四氟乙烯的质量比为85：15，搅拌成粘稠状，将其涂在0.1mm厚的集流体泡沫镍上；待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状的氮杂炭材料电极，移入充满氩气的手套箱备用，圆片状氮杂炭材料电极的φ＝14mm；
所述氮杂炭材料NdKB-EC600JD的制备方法：搅拌-超声分散科琴黑KB-EC600JD的甲醇溶液，得到均匀的科琴黑甲醇悬浊液，将盛有所述悬浊液的烧杯放入冰水浴中，将苯胺和过硫酸铵的硫酸溶液按摩尔比为1：1分别滴加到科琴黑甲醇悬浊液中，所述苯胺投料按目标产物氮杂科琴黑中氮元素的质量百分含量为2.7％过量15％计算，随着过硫酸铵的硫酸溶液的滴加，混合溶液逐渐由浅白色变为深咖啡色，最后变为墨绿色，反应6小时后将产物抽滤，60℃真空干燥，得到聚苯胺-科琴黑复合材料；将所述复合材料于管式炉中N2气气氛下900℃煅烧2小时，得到NdKB-EC600JD。
3.一种锂空气或氧气电池，包括空气或氧气电极，负极、隔膜以及电解液，其特征在于，所述空气或氧气电极的制备方法为：将氮杂炭材料Nd-MWCNTs和TiN按质量比7：3研磨均匀后加入混匀的聚四氟乙烯+二次去离子水+辛基酚聚氧乙烯醚乳液；所述乳液中聚四氟乙烯的重量百分含量为60％，二次去离子水的重量百分含量为30％，辛基酚聚氧乙烯醚乳液的重量百分含量为10％，其中氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为15％，氮杂炭材料和TiN总质量与PTFE的质量比为85：15，搅拌成粘稠状，将其涂在0.1mm厚的集流体泡沫镍上；待干燥后，放在真空烘箱中120℃烘干10小时后冲成圆片状的混合30wt％TiN的氮杂炭材料电极，移入充满氩气的手套箱备用，氮杂炭材料电极的φ＝14mm；
所述氮杂炭材料Nd-MWCNTs的制备方法：搅拌-超声分散多壁碳纳米管MWCNTs的甲醇溶液，得到均匀的多壁碳纳米管甲醇悬浊液，将盛有所述悬浊液的烧杯放入冰水浴中，将苯胺和过硫酸铵的硫酸溶液按摩尔比为1：1分别滴加到多壁碳纳米管甲醇悬浊液中，所述苯胺投料按目标产物氮杂炭材料中氮元素的质量百分含量为15％过量15％计算，随着过硫酸铵的硫酸溶液的滴加，混合溶液逐渐由浅白色变为深咖啡色，最后变为墨绿色，反应6小时后将产物抽滤，60℃真空干燥，得到聚苯胺-多壁碳纳米管复合材料；将所述复合材料于管式炉中N2气气氛下900℃煅烧2小时，得到Nd-MWCNTs。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210057905.3A CN102593556B (zh) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | 一种锂空气或氧气电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210057905.3A CN102593556B (zh) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | 一种锂空气或氧气电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102593556A CN102593556A (zh) | 2012-07-18 |
| CN102593556B true CN102593556B (zh) | 2015-04-15 |
Family
ID=46481904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210057905.3A Active CN102593556B (zh) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | 一种锂空气或氧气电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102593556B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5718874B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2015-05-13 | トヨタ自動車株式会社 | リチウム空気電池正極用炭素材料及びリチウム空気電池 |
| CN103199272A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 南京大学 | 一种用于金属空气电池的一体化金属空气阴极的简易制备方法 |
| CN104377368B (zh) * | 2013-08-13 | 2018-02-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高效锂空气电池空气电极炭材料及其制备方法 |
| CN104009242B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-02-10 | 安徽大学 | 一种燃料电池阴极催化剂金属/金属氧化物负载的氮掺杂的多孔碳网络结构材料制备方法 |
| EP2945210A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-18 | Robert Bosch Gmbh | Inorganic compounds as a cathode material for lithium/air batteries |
| CN104064837B (zh) * | 2014-07-11 | 2016-04-13 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种改性锂空气电池空气电极的制备方法及其应用 |
| CN106299441B (zh) * | 2015-06-23 | 2018-12-14 | 宏碁股份有限公司 | 透光电池以及触控装置 |
| CN107464938B (zh) * | 2017-07-31 | 2020-02-04 | 中南大学 | 一种具有核壳结构的碳化钼/碳复合材料及其制备方法和在锂空气电池中的应用 |
| CN108550867A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-18 | 厦门理工学院 | 锰基氧还原催化剂及其制备方法及含该催化剂的电池 |
| CN111490260A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种氧还原电催化剂材料及其制备方法 |
| CN110451489B (zh) * | 2019-08-08 | 2021-03-16 | 山东大学深圳研究院 | 一种氮化钴嵌入多孔氮掺杂石墨烯材料及制备方法与应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102034985B (zh) * | 2010-11-15 | 2013-06-19 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种锂空气电池氧电极及制备方法和应用 |
-
2012
- 2012-03-07 CN CN201210057905.3A patent/CN102593556B/zh active Active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Electrochemical performance of highly mesoporous nitrogen doped carbon cathode in lithium–oxygen batteries;padmakar Kichambare, et al.;《Journal of Power Sources》;20101126;第196卷;3310-3316 * |
| Nitrogen-doped carbon nanotubes as cathode for lithium–air batteries;Yongliang Li, et al.;《Electrochemistry Communications》;20110412;第13卷;668-672 * |
| Nitrogen-Doped Graphene as Efficient Metal-Free Electrocatalyst for Oxygen Reduction in Fuel Cells;liangti Qu, et al.;《ACS NANO》;20100215;第4卷(第3期);1321-1326 * |
| 过渡金属碳化物的催化研究进展;甘赠国等;《精细石油化工进展》;20070630;第8卷(第6期);37-41 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102593556A (zh) | 2012-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102593556B (zh) | 一种锂空气或氧气电池 | |
| Song et al. | Enhanced sulfur redox and polysulfide regulation via porous VN-modified separator for Li–S batteries | |
| Hu et al. | Oxygen reduction reaction activity of LaMn1-xCoxO3-graphene nanocomposite for zinc-air battery | |
| CN105261762B (zh) | 空气电池用空气极以及空气电池 | |
| US9362568B2 (en) | Battery with hybrid electrocatalysts | |
| Zhan et al. | The development of cobalt phosphate for bifunctional oxygen electrocatalysis in alkaline solution | |
| CN104362394A (zh) | 一种锂硫二次电池 | |
| Zhou et al. | Iridium incorporated into deoxygenated hierarchical graphene as a high-performance cathode for rechargeable Li–O 2 batteries | |
| CN101904044A (zh) | 空气极及非水空气电池 | |
| CN104716405B (zh) | 一种锂‑空气电池结构 | |
| Cui et al. | Self-assembled phosphomolybdic acid–polyaniline–graphene composite-supported efficient catalyst towards methanol oxidation | |
| TW201248983A (en) | Cathode of lithium ion battery and lithium ion battery | |
| CN102983380A (zh) | 一种基于三维碳纳米管结构的锂空气电池及其制备方法 | |
| CN105874632A (zh) | 锂空气电池正极及包含该正极的锂空气电池 | |
| US20130316249A1 (en) | Inorganic magnesium solid electrolyte, magnesium battery, and method for producing inorganic magnesium solid electrolyte | |
| CN103117400B (zh) | 一种二次锂-空气电池阴极催化剂 | |
| Liu | An overview—Functional nanomaterials for lithium rechargeable batteries, supercapacitors, hydrogen storage, and fuel cells | |
| Yang et al. | Electrochemical properties of air electrodes based on MnO2 catalysts supported on binary carbons | |
| WO2016045622A1 (zh) | 电池、电池组和不间断电源 | |
| JP6727266B2 (ja) | 燃料電池用アノード触媒層及びそれを用いた燃料電池 | |
| Wang et al. | In situ integration of ultrathin PtRuCu alloy overlayer on copper foam as an advanced free− standing bifunctional cathode for rechargeable Zn− air batteries | |
| CN110681417A (zh) | 一种纳米Co3O4/碳纳米管一体式空气电极催化材料的制备方法 | |
| CN104733787A (zh) | 电池 | |
| Amici et al. | Sustainable, economic, and simple preparation of an efficient catalyst for Li–O2 batteries | |
| JP7527591B2 (ja) | 触媒、電極、膜電極接合体、および空気電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120718 Assignee: Zhongke Hangzhou Bay Research Institute (Ningbo) New Materials Co.,Ltd. Assignor: NINGBO INSTITUTE OF MATERIALS TECHNOLOGY & ENGINEERING, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Contract record no.: X2024980039112 Denomination of invention: A lithium air or oxygen battery Granted publication date: 20150415 License type: Common License Record date: 20241226 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120718 Assignee: Zhejiang Zheshang Wire and Cable Co.,Ltd. Assignor: NINGBO INSTITUTE OF MATERIALS TECHNOLOGY & ENGINEERING, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Contract record no.: X2025980001505 Denomination of invention: A lithium air or oxygen battery Granted publication date: 20150415 License type: Common License Record date: 20250114 |