CN112054214A - 一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料及其制备方法与应用，本发明的制备方法以ZIF‑67为自模板，采用简单的刻蚀和水热反应，原位形成中空的LDH纳米笼，并在其上生长超薄的MnO2纳米片，得到中空、十二面体结构的LDH/MnO2纳米笼复合材料。本发明的制备方法制备工艺简单易控，绿色环保，适合大规模工业化生产。本发明的复合材料的中空结构和协同作用能充分暴露活性位点，加快传质过程，在作为正极材料用于锂空气电池，能够加速反应动力学，降低充过电位，提升电池的循环稳定性。

Description

一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料及其制备方法与应用，属于锂空气电池技术领域。
背景技术
作为新一代电池，锂空气电池(Li-O2)具有低成本和环境友好性的优点，并且拥有最高的理论能量密度(理论值为3505Wh kg-1)，是最先进的锂离子电池的三到四倍，能满足大规模储能的需求。
锂空气电池反应分为氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)两个过程。在ORR过程中，大量的Li2O2在电极表面形成和沉积，阻碍了离子和气体的传输，增加了界面阻抗，导致电池容量和电荷传输能力下降。在OER过程中，具有绝缘和难溶特性的Li2O2难以分解，引发了较高的过电位和缓慢的OER动力学，导致锂空气电池的性能的降低以及电池寿命的缩短。
为了改善Li2O2导致的锂空气电池性能降低的问题，开发一种高催化活性的正极材料是研究的重点。LDHs材料具有优异的OER催化性能，而且其开放的离子输运通道和大的表面能加快反应动力学。但它的ORR催化能力弱，而且易堆叠的缺点限制了催化活性。例如：中国专利文件CN108767276A提供了一种锂氧电池氮掺杂多孔碳@钴基催化剂纳米笼复合材料的制备方法，首先称取2-甲基咪唑和金属钴盐，分别溶于溶剂中，得到2-甲基咪唑溶液和金属钴盐溶液；然后将2-甲基咪唑溶液滴加到金属钴盐溶液中，或将2-甲基咪唑溶液和金属钴盐溶液以同样的速率滴加到乙醇溶剂中，然后静置孵化，将所得产物离心分离，并用乙醇反复洗涤后干燥得到块状MOF；然后将块状MOF放入金属钴盐和金属锌盐混合溶液中，在60-150℃下反应1-12小时，将所得产物离心分离，并用乙醇反复洗涤后干燥得到空心MOF；将所得空心MOF在惰性气体下进行碳化；将碳化得到的粉体在空气中活化，即得。但是上述方法需进行碳化、活化，制备步骤复杂。中国专利文件CN109119639A提供了一种镍钴层状双金属氢氧化物/碳纸复合材料，以碳纸作为基底材料，所述镍钴层状双金属氢氧化物呈片状，原位生长在所述碳纸上。但是上述层状双金属氢氧化物为OER催化剂，对ORR的催化较弱，会导致放电容量低，不能实现锂空气电池的高容量。
因此，开发一种制备工艺简单，可有效避免二维材料易堆叠的缺点并且具有优异的ORR/OER催化活性的LDHs材料，对于提高锂空气电池性能具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料及其制备方法与应用。本发明的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料将MnO2负载在LDH上形成ORR/OER双功能催化剂，同时构造中空的结构，能增强催化活性并抑制LDH的堆叠，促进Li2O2的形成和分解。本发明的制备方法工艺简单易控，绿色环保，适合大规模工业化生产。本发明的复合材料用于锂空气电池正极材料，能加快传质过程，并具有优异的催化活性，改善缓慢的ORR/OER动力学，降低过电位，提高锂空气电池的循环稳定性。
术语说明：
室温：具有公知的含义，具体指25±5℃。
本发明的技术方案如下：
一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，所述复合材料的微观形貌为：中空的LDH纳米笼骨架上生长有MnO2纳米片，所述的复合材料为十二面体结构；所述的LDH为MnCo LDH、FeCo LDH、CoCo LDH、NiCo LDH或CuCo LDH。
根据本发明，所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的粒径为1-2μm。
根据本发明，上述中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)将ZIF-67和金属无机盐分别分散于有机溶剂中，得到ZIF-67分散液和金属无机盐分散液；将金属无机盐分散液加入ZIF-67分散液中，搅拌恒温反应；然后经离心、洗涤、干燥，得到LDH材料；
(2)将LDH材料加入KMnO4溶液中，搅拌混合均匀，得混合液，将所得混合液进行水热反应，然后经离心、洗涤、干燥，得到中空LDH/MnO2纳米笼复合材料。
根据本发明，步骤(1)中所述的ZIF-67可按现有技术制备得到；进一步优选的，所述ZIF-67的制备方法包括步骤：将2-甲基咪唑的甲醇溶液加入到硝酸钴的甲醇溶液中并搅拌均匀，将所得混合溶液于室温老化12-48h，经离心、洗涤、干燥得到ZIF-67；
优选的，所述的硝酸钴的甲醇溶液的浓度为0.1-0.15mol/L；所述的2-甲基咪唑的甲醇溶液的浓度为0.4-0.6mol/L；
优选的，所述的硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1：4-8；
优选的，将硝酸钴和2-甲基咪唑分别加入甲醇中，超声震荡5-10min，得到硝酸钴的甲醇溶液和2-甲基咪唑的甲醇溶液；
优选的，所述的洗涤为用甲醇进行洗涤3次；
优选的，所述的干燥为在60℃下干燥12h。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的金属无机盐为锰盐、铁盐、钴盐、镍盐或铜盐；所述的金属无机盐为相应金属的硝酸盐或氯化物。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的ZIF-67和金属无机盐的质量比为0.1-0.5：0.3-1。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的ZIF-67分散液的浓度为5-10g/L；所述的金属无机盐分散液的浓度为15-50g/L。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的有机溶剂为甲醇和/或乙醇。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的分散采用超声震荡的方式，超声时间为5-10min。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述恒温反应的温度为60-90℃，反应时间为0.5-2h，进一步优选为1h。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的洗涤为用无水乙醇洗涤3次；所述的干燥为在60℃下干燥12h。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述KMnO4溶液的浓度为0.03-0.07mol/L。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述LDH材料和KMnO4的质量比为0.05-0.1:0.09-0.2。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述水热反应温度为120-160℃，进一步优选为160℃；反应时间为2-6h。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述洗涤为分别用水和无水乙醇离心洗涤1-3次；所述干燥为在60℃下干燥12h。
根据本发明，上述中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的应用，作为正极材料应用于锂空气电池。
根据本发明的应用，上述中空LDH/MnO2纳米笼复合材料作为正极材料应用于锂空气电池的具体方法如下：
将中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯(PTFE)加入异丙醇中，搅拌制成均一的浆料，均匀涂覆于碳纸集流体上，活性物质的涂覆量为0.5-0.6mg/cm-2，所述的活性物质为中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯的混合物；经真空干燥得到锂空气电池正极极片；以锂片为负极，玻璃纤维膜为隔膜，双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶于四乙二醇二甲醚的溶液为电解液，组装CR2032型扣式电池；
优选的，所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯(PTFE)质量比为6:3:1；所述的异丙醇的质量为中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯(PTFE)的总质量的2-3倍；
优选的，所述的电解液中双三氟甲基磺酸亚酰胺锂的浓度为1mol/L，电解液的用量为120-180mL。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明以ZIF-67为自模板，采用简单的刻蚀和水热反应，原位形成中空的LDH纳米笼，并在其上生长超薄的MnO2纳米片，得到LDH/MnO2纳米笼复合材料。ZIF-67是由金属Co与2-甲基咪唑以金属-氮键配合而成的，具有丰富孔结构的金属有机骨架化合物，本发明以ZIF-67为自模板，加入金属盐后，水解产生氢离子，破坏2-甲基咪唑与Co2+的键合，然后释放的Co2+与金属离子反应，原位形成中空的LDH纳米笼，进一步通过水热反应在其上生长超薄的MnO2纳米片，得到中空、十二面体结构的LDH/MnO2纳米笼复合材料。本发明特殊的多面体结构以及中空结构使其具有大的比表面积、丰富的活性位点以及Li+和氧的快速扩散路径。
2、本发明制备的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料具有优异的ORR/OER催化活性，加快了反应动力学。通过LDH和MnO2的协同作用，调节了对中间体Li2O2的吸附能，控制了Li2O2的生长过程及形貌，从而降低了充放电过电位，延长了锂氧电池的循环寿命，提高了电池性能。
3、本发明制备的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料用于锂空气电池正极，表现出良好的电化学性能。实验证明，在电流密度为100mA/g时具有13380mAh/g的高放电容量；在电流密度为100mA/g，限制容量为500mAh/g时持续稳定循环162次，并具有0.63V的低过电位。
4、本发明的制备方法具有工艺简单，成本低廉、绿色环保等优点，有效避免了二维材料易堆叠的问题，具有广阔的产业化应用前景。
附图说明
图1是实施例1制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料扫描电镜图。
图2是对比例1制备的MnO2、实施例1制备的NiCo LDH和中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料X射线衍射图。
图3是实施例1制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的透射电镜图。
图4是实施例1制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的元素分布图。
图5是实施例1制备的中空NiCoLDH/MnO2纳米笼复合材料的吸附/脱附曲线(BET)图，其中内插图为其孔径分布图。
图6是实施例1制备的NiCo LDH和中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料以及对比例1制备的MnO2的首次充放电曲线。
图7是实施例1制备的NiCo LDH和中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料以及对比例1制备的MnO2的循环性能曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，可市购获得；所述方法如无特殊说明均为现有技术。
实施例1
一种中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)将0.728g六水合硝酸钴和0.821g 2-甲基咪唑分别加入20mL甲醇中，超声震荡5min，得到硝酸钴的甲醇溶液和2-甲基咪唑的甲醇溶液，将2-甲基咪唑的甲醇溶液加入到硝酸钴的甲醇溶液中并搅拌混合均匀，将所得混合溶液于室温老化24h，离心收集沉淀，将所得沉淀用甲醇洗涤3次，并于60℃干燥12h，得到ZIF-67。
(2)将0.1g ZIF-67和0.5g硝酸镍分别加入20mL乙醇中，超声震荡10min，得到ZIF-67分散液和硝酸镍分散液，将硝酸镍分散液加入ZIF-67分散液中，在60℃水浴锅中不断搅拌反应1h，离心收集沉淀，将所得沉淀用乙醇洗涤3次，并于60℃下干燥12h，得到NiCo LDH材料。
(3)将70mg NiCo LDH材料加入20mL 0.03mol/L的KMnO4溶液中，搅拌混合1h，将所得混合液转移至50mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在160℃下水热反应3h；反应完成后离心，将离心所得沉淀分别用水和无水乙醇离心洗涤3次，并于60℃干燥12h，制得中空NiCoLDH/MnO2纳米笼复合材料。
本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的扫描电镜图如图1所示。从图1中可以看出，NiCo LDH/MnO2是由纳米片组成的十二面体结构。
本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料以及NiCo LDH材料、对比例制备的MnO2的X射线衍射图如图2所示。从图2中可以看出，由于NiCo LDH的结晶性低，NiCoLDH/MnO2只存在与MnO2对应的衍射峰，表明MnO2成功负载在NiCo LDH/MnO2上。
本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的透射电镜图如图3所示。从图3中可以看出，NiCo LDH/MnO2呈现中空的结构。
本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的元素分布图如图4所示。从图4中可以看出，Mn、Ni、Co在NiCo-LDH/MnO2上均匀分布。
本实施例制备的中空NiCo-LDH/MnO2纳米笼复合材料的吸脱附及孔径分布图如图5所示，从图5中可以看出，NiCo-LDH/MnO2具有大的比表面积及丰富的孔道。
将本实施制备NiCo-LDH/MnO2纳米笼复合材料作为正极材料应用于锂空气电池，具体步骤如下：
锂空气电池正极极片的制备：将本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料，Super P和聚四氟乙烯(PTFE)以6:3:1的质量比溶解在异丙醇中，异丙醇的质量为中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料，Super P和聚四氟乙烯(PTFE)总质量的2倍，机械搅拌24h，制成均一的浆料，并将其均匀涂覆碳纸集流体上，正极极片上活性物质的负载量为0.5-0.6mg/cm2，所述活性物质为中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料，Super P和聚四氟乙烯(PTFE)的混合物，在80℃下在真空炉中干燥24小时。在氩气手套箱(含水量<1ppm，含氧量<1ppm)中，以锂片为负极，玻璃纤维膜(Whatman公司，牌号GF/D)为隔膜，双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶于四乙二醇二甲醚的溶液为电解液(浓度为1mol/L，用量为150mL)，组装CR2032型扣式电池。所有测试均在密封良好的玻璃箱内进行并通入干燥氧气(99.999％，1atm)。在氧气箱内，静置12h以上后进行电化学性能测试，室温下在Land电池测试系统(5V，2mA)上进行电池的充放电测试，电压测试范围为2.0-4.5V，恒流测试电流密度为100mAg-1。
同时按照上述方法将本实施例制备的NiCo LDH材料以及对比例1制备的MnO2材料作为正极材料制备锂空气电池并测试其电化学性能。
分别以本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料、NiCo LDH材料以及对比例1制备的MnO2材料为正极材料制备的电池的首次充放电曲线如图6所示，由图6可知，在100mA/g的放电电流下，与以NiCo-LDH材料和MnO2为正极材料制备的电池相比，以本实施例制备的NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料为正极材料制备的电池的首次放电容量达13380mAh/g，具有更高的比容量和更低的过电位，说明本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料具有优异的ORR/OER催化活性。
分别以本实施例制备的中空NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料、NiCo LDH材料以及对比例1制备的MnO2材料为正极材料制备的电池在500mAh/g限制充放电容量、100mA/g电流密度下的循环性能曲线如图7所示，由图7可知，以NiCo LDH/MnO2纳米笼复合材料为正极材料制备的电池可稳定循环162圈；而以NiCo LDH材料以及对比例1制备的MnO2材料为正极材料制备的电池的循环稳定性较差。
实施例2
一种中空CoCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)同实施例1步骤(1)所述。
(2)将0.1g ZIF-67和0.5g硝酸钴分别加入20mL甲醇中，超声震荡10min，得到ZIF-67分散液和硝酸钴分散液，将硝酸钴分散液加入ZIF-67分散液中，在60℃水浴锅中不断搅拌反应1h，离心收集沉淀，将所得沉淀用乙醇洗涤3次，并于60℃干燥12h，得到CoCo LDH材料。
(3)将70mg CoCo LDH材料加入20mL 0.03mol/L的KMnO4溶液中，搅拌混合1h，将所得混合液转移至50mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在160℃下水热反应3h；反应完成后离心，将离心所得沉淀分别用水和乙醇离心洗涤3次，并于60℃干燥12h，制得中空CoCoLDH/MnO2纳米笼复合材料。
将本实施例制备的中空CoCo LDH/MnO2纳米笼复合材料应用于锂空气电池及其电化学性能测试的方法同实施例1。
该电池在100mA/g电流密度下首次放电容量达9987mAh/g。
实施例3
一种中空CuCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)同实施例1步骤(1)所述。
(2)将0.1g ZIF-67和0.5g氯化铜分别加入20mL乙醇中，超声震荡10min，得到ZIF-67分散液和氯化铜分散液，将氯化铜分散液加入ZIF-67分散液中，在60℃水浴锅中不断搅拌反应1h，离心收集沉淀，将所得沉淀用乙醇洗涤3次，并于60℃干燥12h，得到CuCo LDH材料。
(3)将70mg CuCo LDH材料加入20mL 0.03mol/L的KMnO4溶液中，搅拌混合1h，将所得混合液转移至50mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在160℃下水热反应3h；反应完成后离心，将离心所得沉淀分别用水和乙醇离心洗涤3次，并于60℃干燥12h，制得中空CuCoLDH/MnO2纳米笼复合材料。
将本实施例制备的中空CuCo LDH/MnO2纳米笼复合材料应用于锂空气电池及其电化学性能测试的方法同实施例1。
该电池在100mA/g电流密度下首次放电容量达12570mAh/g。
实施例4
一种MnCo LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)同实施例1步骤(1)所述。
(2)将0.1g ZIF-67和0.5g硝酸锰分别加入20mL乙醇中，超声震荡10min，得到硝酸镍分散液和ZIF-67分散液，将硝酸镍分散液加入ZIF-67分散液中，在60℃水浴锅中不断搅拌反应1h，离心收集沉淀，将所得沉淀用乙醇洗涤3次，并于60℃干燥12h，得到NiCo LDH材料。
(3)将70mg MnCo LDH材料加入20mL 0.03mol/L的KMnO4溶液中，搅拌混合1h，将所得混合液转移至50mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在160℃下水热反应3h；反应完成后离心，将离心所得沉淀分别用水和乙醇离心洗涤3次，并于60℃干燥12h，制得中空MnCoLDH/MnO2纳米笼复合材料。
将本实施例制备的中空MnCo LDH/MnO2纳米笼复合材料应用于锂空气电池及其电化学性能测试的方法同实施例1。
该电池在100mA/g电流密度下首次放电容量达11430mAh/g。
对比例1
一种MnO2材料的制备方法，包括步骤如下：
将20mL 0.03mol/L的KMnO4溶液转移至50mL聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，在160℃下水热反应3h；反应完成后离心，将离心所得沉淀分别用水和乙醇离心洗涤3次，并于60℃干燥12h，制得MnO2材料。
对比例1所涉及材料的性能如实施例1中所述。

Claims (10)

1.一种中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，其特征在于，所述复合材料的微观形貌为：中空的LDH纳米笼骨架上生长有MnO2纳米片，所述的复合材料为十二面体结构；所述的LDH为MnCo LDH、FeCo LDH、CoCo LDH、NiCo LDH或CuCo LDH。
2.权利要求1所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)将ZIF-67和金属无机盐分别分散于有机溶剂中，得到ZIF-67分散液和金属无机盐分散液；将金属无机盐分散液加入ZIF-67分散液中，搅拌恒温反应；然后经离心、洗涤、干燥，得到LDH材料；
(2)将LDH材料加入KMnO4溶液中，搅拌混合均匀，得混合液，将所得混合液进行水热反应，然后经离心、洗涤、干燥，得到中空LDH/MnO2纳米笼复合材料。
3.根据权利要求2所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述ZIF-67的制备方法包括步骤：将2-甲基咪唑的甲醇溶液加入到硝酸钴的甲醇溶液中并搅拌均匀，将所得混合溶液于室温老化12-48h，经离心、洗涤、干燥得到ZIF-67。
4.根据权利要求3所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，其特征在于，硝酸钴的甲醇溶液的浓度为0.1-0.15mol/L；所述的2-甲基咪唑的甲醇溶液的浓度为0.4-0.6mol/L；所述的硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1：4-8；所述的洗涤为用甲醇进行洗涤3次；所述的干燥为在60℃下干燥12h。
5.根据权利要求2所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的金属无机盐为锰盐、铁盐、钴盐、镍盐或铜盐；所述的金属无机盐为相应金属的硝酸盐或氯化物；所述的ZIF-67和金属无机盐的质量比为0.1-0.5：0.3-1；所述的ZIF-67分散液的浓度为5-10g/L；所述的金属无机盐分散液的浓度为15-50g/L。
6.根据权利要求2所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的有机溶剂为甲醇和/或乙醇；所述的分散采用超声震荡的方式，超声时间为5-10min；
所述恒温反应的温度为60-90℃，反应时间为0.5-2h，优选为1h；
所述的洗涤为用无水乙醇进行洗涤3次；所述的干燥为在60℃下干燥12h。
7.根据权利要求2所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述KMnO4溶液的浓度为0.03-0.07mol/L；所述LDH材料和KMnO4的质量比为0.05-0.1:0.09-0.2。
8.根据权利要求2所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述水热反应温度为120-160℃；反应时间为2-6h；所述洗涤为分别用水和无水乙醇离心洗涤1-3次；所述干燥为在60℃下干燥12h。
9.权利要求1所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料的应用，作为正极材料应用于锂空气电池。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，上述中空LDH/MnO2纳米笼复合材料作为正极材料应用于锂空气电池的具体方法如下：
将中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯(PTFE)溶解在异丙醇中，搅拌制成均一的浆料，均匀涂覆于碳纸集流体上，活性物质的涂覆量为0.5-0.6mg/cm-2，所述的活性物质为中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯的混合物；经真空干燥得到锂空气电池正极极片；以锂片为负极，玻璃纤维膜为隔膜，双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶于四乙二醇二甲醚的溶液为电解液，组装CR2032型扣式电池；
所述的中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯(PTFE)质量比为6:3:1；所述的异丙醇的质量为中空LDH/MnO2纳米笼复合材料，SuperP和聚四氟乙烯(PTFE)的总质量的2-3倍；
所述的电解液中双三氟甲基磺酸亚酰胺锂的浓度为1mol/L，电解液的用量为120～180mL。
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