專利名稱：雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)電源領(lǐng)域，涉及一類可用于鋰空氣二次電池正極的高性能雙載體復(fù)合結(jié)構(gòu)的空氣電極及其制備技術(shù)。具體地說，本發(fā)明涉及雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
在所有的電化學(xué)電源中，鋰氧氣電池具有最高的能量密度，13200Wh/kg。原理是金屬Li負(fù)極與正極活性物質(zhì)氧氣反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。氧氣無需貯存在電池中，而由環(huán)境中的空氣提供，從而也被稱為鋰空氣電池。但是，鋰空氣電池的實(shí)際容量受空氣電極的微結(jié)構(gòu)制約。一般空氣電極主要由催化劑、催化劑載體和粘結(jié)劑三部分組成。在放電時(shí)，電解液中從負(fù)極遷移過來的鋰離子在負(fù)載于載體上的催化劑的催化作用下，與正極側(cè)透過來并吸附于催化劑表面活性點(diǎn)的氧氣進(jìn)行氣固液三相反應(yīng)。但是，由于得到的產(chǎn)物(氧化鋰或過氧化鋰)在溶液中的溶解度很低， 沉積在空氣電極(主要是載體材料)的孔隙中，沉積的產(chǎn)物逐漸堵塞空氣電極，最終隔絕電解質(zhì)與氧氣的接觸，導(dǎo)致放電終止，影響鋰空氣電池的實(shí)際容量。因此，開發(fā)新型空氣電極微結(jié)構(gòu)對(duì)鋰空氣電池的發(fā)展具有重要意義。基于此，目前對(duì)鋰空氣電池的研究主要集中于新型空氣電極的設(shè)計(jì)，旨在一定程度上緩解空氣電極中由于放電產(chǎn)物的阻塞對(duì)放電過程的不利影響。例如，在大電流密度下產(chǎn)物不均勻沉積會(huì)在空氣電極表面形成一層致密產(chǎn)物膜，從而導(dǎo)致放電終止，結(jié)果使空氣電極利用率降低。通過制備高孔隙率的碳材料作為載體可以提高鋰空氣電池的比容量， 夏永姚等(J Solid State Electrocheml4 (2010) 109-114)提出大比表面積的“超P炭黑”(Super P carbon black(CB))作為催化劑載體，在較低的放電速率下獲得了較好的結(jié)果，但是在較高的電流密度時(shí)，放電產(chǎn)物沉積不均勻，在空氣電極表面形成一層致密的產(chǎn)物膜，結(jié)果阻止了氧氣向內(nèi)部的傳輸，導(dǎo)致放電終止，使空氣電極使用效率降低。夏永姚 (Chemistry of Materials 19 Q007) 2095-2101)等提出以有序介孔碳CMK-3作為催化劑載體，并認(rèn)為CMK-3的部分微孔中無催化劑沉積，放電過程中可始終保持暢通，形成了較好的擴(kuò)散電極，但是這種設(shè)計(jì)不具有普遍性，不利于推廣。因此，設(shè)計(jì)一種更具實(shí)用性的空氣電極結(jié)構(gòu)成為開發(fā)高性能鋰空氣電池的關(guān)鍵和熱點(diǎn)。迄今為止，本領(lǐng)域尚未開發(fā)出一種能夠在保證空氣電極高比容量的同時(shí)，有效緩解放電產(chǎn)物對(duì)空氣電極的局部阻塞，提高鋰空氣電池倍率性能及循環(huán)穩(wěn)定性的鋰空氣電池空氣電極材料。因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)出一種能夠在保證空氣電極高比容量的同時(shí)，有效緩解放電產(chǎn)物對(duì)空氣電極的局部阻塞，提高鋰空氣電池倍率性能及循環(huán)穩(wěn)定性的鋰空氣電池空氣電極材料
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新穎的雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物及其制備方法，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。一方面，本發(fā)明提供了一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物，它包含，以所述組合物的總重量計(jì)10-40重量份的第一載體，其表面負(fù)載有5-30重量份的催化劑；10-40重量份的第二載體，其進(jìn)行了疏油性處理；以及5-20重量份的粘結(jié)劑；其中，所述第一載體和第二載體相同或不同，選自碳材料、有機(jī)高分子聚合物、單質(zhì)金屬、以及它們的組合。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述碳材料選自乙炔黑、活性炭、泡沫碳、有序介孔碳、碳納米管和碳納米纖維；所述有機(jī)高分子聚合物選自聚苯胺、聚丙胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、以及它們的衍生物；所述單質(zhì)金屬選自Ni、Al和Ti。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述催化劑選自單一金屬氧化物、金屬?gòu)?fù)合氧化物、具有電化學(xué)催化氧還原以及氧化活性的金屬單質(zhì)、以及它們的組合。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述單一金屬氧化物選自Co304、MnO2, Mn203> CoO、 ZnO, V2O5, MoO, Cr2O3> Fe3O4, Fe2O3> FeO, CuO和NiO ；所述金屬?gòu)?fù)合氧化物選自尖晶石型金屬?gòu)?fù)合氧化物、燒綠石型金屬?gòu)?fù)合氧化物、以及鈣鈦礦型金屬?gòu)?fù)合氧化物；所述具有電化學(xué)催化氧還原以及氧化活性的金屬單質(zhì)選自Pt、Au、Ag、Au、Co、Si、V、Cr、Pd、Rh、Cd、Nb、Mo、 Ir、Os、Ru、Ni、它們的合金、以及它們的組合。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述粘結(jié)劑選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、 聚氧化乙烯、聚丙烯腈、以及它們的共聚物。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一載體和第二載體的尺寸為50-1000nm，所述第一載體和第二載體形成的孔徑尺寸為5-lOOnm。另一方面，本發(fā)明提供了一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物的制備方法，該方法包括，以所述組合物的總重量計(jì)提供10-40重量份的第一載體，在其表面負(fù)載5-30重量份的催化劑；提供10-40重量份的第二載體，對(duì)其進(jìn)行疏油性處理；以及將經(jīng)處理的第一載體和第二載體按5/1至1/10的重量比與5-20重量份的粘結(jié)劑均勻混合，得到雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物，其中，所述第一載體和第二載體相同或不同，選自碳材料、有機(jī)高分子聚合物、單質(zhì)金屬、以及它們的組合。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述催化劑的負(fù)載方式選自載體表面原位化學(xué)反應(yīng)沉積、浸漬法、電鍍沉積、以及物理蒸鍍。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述催化劑負(fù)載厚度為0. 5-50nm。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述疏油性處理選自酸處理、水處理、以及極性處理。再一方面，本發(fā)明提供了一種鋰空氣電池用正極，它包含上述雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物。又一方面，本發(fā)明提供了一種鋰空氣電池，它包含上述鋰空氣電池用正極作為空氣電極。


圖1是實(shí)施例1-2中使用的載體材料CMK-3的TEM (透射電子顯微鏡)照片。圖2是對(duì)比例1、實(shí)施例1和實(shí)施例2中所得的復(fù)合材料電極的首次充放電曲線， 示出了比容量與電壓的變化關(guān)系。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人在經(jīng)過了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鋰空氣電池正極不溶產(chǎn)物局部堵塞空氣電極，降低空氣電極孔隙的利用率，從而造成容量的損失，降低循環(huán)性能與倍率性能等問題，利用雙載體復(fù)合的方式，將催化劑均勻負(fù)載于其中一部分載體，而另一部分載體無催化劑負(fù)載，在放電時(shí)，無催化劑負(fù)載的載體材料孔隙中無產(chǎn)物沉積，可始終保證氧氣的傳輸通道暢通，從而制備出一種高效率鋰空氣電池?cái)U(kuò)散電極，其能夠在保證空氣電極高比容量的同時(shí)，有效緩解放電產(chǎn)物對(duì)空氣電極的局部阻塞，提高鋰空氣電池倍率性能及循環(huán)穩(wěn)定性?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物，它包含，以所述組合物的總重量計(jì)10-40重量份的第一載體，其表面負(fù)載有5-30重量份的催化劑；10-40重量份的第二載體，其進(jìn)行了疏油性處理；以及5-20重量份的粘結(jié)劑。在本發(fā)明中，所述第一載體和第二載體可以是相同的材料，也可以是不同的材料， 或者多種材料的組合，選自碳材料，例如乙炔黑、活性炭、泡沫碳、有序介孔碳、碳納米管、 碳納米纖維等；其他具有良好的電子導(dǎo)電性的有機(jī)高分子聚合物，例如聚苯胺、聚丙胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、以及它們的衍生物；以及單質(zhì)金屬，例如Ni、Al、Ti等。為了獲得化學(xué)穩(wěn)定的高性能復(fù)合空氣電極，對(duì)于載體的選擇原則是高孔隙率、高比表面積、與催化劑及有機(jī)電解液具有較好的相容性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、電子導(dǎo)電性好。較佳地，所述第一載體和第二載體的最優(yōu)尺寸為50-1000nm，形成的孔徑的最優(yōu)尺寸為 5-100nm。在本發(fā)明中，所述催化劑可以是單一金屬氧化物，如Co304、MnO2, Mn203、CoO、ZnO, V2O5, MoO, Cr2O3> Fe3O4, Fe2O3> FeO, CuO, NiO等；金屬?gòu)?fù)合氧化物(尖晶石型、燒綠石型或鈣鈦礦型等)；也可擴(kuò)展到其他的一類具有電化學(xué)催化氧還原以及氧化活性的金屬單質(zhì)(例如，Pt、Au、Ag、Au、Co、Zn、V、Cr、Pd、Rh、Cd、Nb、Mo、Ir、Os、Ru、Ni 等)及其合金等；也可以是多種催化劑材料的組合。為得到性能較好的雙載體空氣電極，對(duì)于催化劑的選擇原則是 合成工藝簡(jiǎn)易、形貌可控、成本低、對(duì)析氧反應(yīng)與氧還原反應(yīng)均具有較好的催化活性。在本發(fā)明中，所述粘結(jié)劑可以聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯 (PE)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)等、以及它們的共聚物。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物的制備方法，該方法包括以下步驟(1)提供第一載體，在其表面負(fù)載催化劑；(2)提供第二載體，對(duì)其進(jìn)行疏油性處理；以及
(3)將步驟(1)中處理得到的第一載體與步驟O)中處理得到的第二載體按最優(yōu)的重量比(第一載體/第二載體=5/1至1/10)，并加入粘結(jié)劑進(jìn)行復(fù)合得到鋰空氣電池空氣電極組合物。在本發(fā)明中，所述催化劑的負(fù)載方式為載體表面原位化學(xué)反應(yīng)沉積，也可以采用浸漬法、電鍍沉積、物理蒸鍍等方法，對(duì)于催化劑負(fù)載方式的選擇原則是可使催化劑在載體表面分散均勻，厚度適宜，催化劑形貌可控。較佳地，所述催化劑在載體表面負(fù)載的最優(yōu)厚度為0. 5-50nm。在本發(fā)明中，所述疏油性處理方式可以是酸處理、水處理、極性處理等。在本發(fā)明的第三方面，提供了一種包含上述雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物的鋰空氣電池用正極。在本發(fā)明的第四方面，提供了一種包含上述鋰空氣電池用正極作為空氣電極的鋰空氣電池。本發(fā)明的用于鋰空氣電池的雙載體復(fù)合空氣電極的優(yōu)異的特點(diǎn)包括(1)催化劑均勻地負(fù)載于第一載體表面；(2)催化劑與載體的尺寸介于納米與亞微米之間，作為活性物質(zhì)均勻地分散于空氣電極中；(3)空氣電極的放電容量可由空氣電極中的第一載體負(fù)載催化劑量以及負(fù)載后形成孔隙的大小來調(diào)節(jié)； (4)新型雙載體復(fù)合結(jié)構(gòu)電極的電化學(xué)特性具備鋰空氣電池的電化學(xué)性能，具有較高的首次放電容量，具有較好的倍率性能和良好的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。與現(xiàn)有的各種鋰空氣電池空氣電極材料及其制備方法相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于(1)第一載體材料表面均勻負(fù)載著高催化活性的電化學(xué)氧化還原催化劑，而另一部分第二載體無催化劑；(2)催化劑均勻地分布于第一載體的表面，可提高催化劑的使用效率，并可以減少非活性物質(zhì)粘結(jié)劑的使用量；(3)無催化劑負(fù)載的第二載體形成的孔道中無正極產(chǎn)物的沉積，在放電過程中始終保持暢通，不間斷地為氧氣傳輸提供所需通道；(4)第二載體具有一定的疏油性，可防止被電解液所淹沒，保證在放電過程中始終保持暢通；(5)第一載體與第二載體整體上分布均勻，第二載體組成的通道可以將氧氣輸送到空氣電極各個(gè)微觀區(qū)域，從而可以最大程度上緩解產(chǎn)物局部阻塞而造成的容量損失；(6)在0. ImA/cm2的放電速率下，獲得了比單載體電極顯著提高的放電比容量，達(dá)到 1286mAh/g ；(7)制備方法簡(jiǎn)單易行，成本低，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)；(8)原料來源廣泛。實(shí)施例下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另有說明，所有的百分比和份數(shù)按重量計(jì)。對(duì)比例1 將催化劑二氧化錳(EMD)與乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)按19 11 15的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成電極膜作為正極。以金屬鋰箔為負(fù)極，美國(guó)Celgard公司聚丙烯膜為隔膜，IM LiPF6/PC為電解液，在2-4. 5V的電壓范圍內(nèi)，0. ImA/cm2的電流密度下進(jìn)行充放電試驗(yàn)，活性物質(zhì)為空氣電極中碳材料的質(zhì)量。所得試驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。實(shí)施例1 ①催化劑負(fù)載首先取Ig干燥的CMK-3，抽真空滲入0. lmol/L的Na2SO4水溶液， 然后在室溫浸入0. lmol/L的KMnO4與Na2SO4水溶液50ml中l(wèi)Omin，用大量蒸餾水洗滌，N2 氣氛下50°C干燥，再在真空50°C干燥12h，得到負(fù)載MnA的CMK-3 (Mn02@CMK-3)第一載體； 另取Ig干燥的乙炔黑浸入20% HN0324h做疏油性處理，用蒸餾水洗滌至中性，作為第二載體。②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1比例，與聚偏氟乙烯 (PVDF)按45 45 10的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中機(jī)械球磨制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成電極膜作為正極。電池組裝、測(cè)試條件均同對(duì)比例1。測(cè)試結(jié)果見下表1。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，相比對(duì)比例1，新型雙載體結(jié)構(gòu)空氣電極的放電性能有了很大提高，催化劑相同，但首次比容量明顯增大。實(shí)施例2 ①催化劑負(fù)載首先取Ig干燥的CMK-3，按與實(shí)施例1中①相同的處理?xiàng)l件，得到 Mn02iCMK-3第一載體；另取Ig干燥的疏油性導(dǎo)電聚合物聚苯胺作為第二載體。②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1比例，以實(shí)施例1中②相同的處理?xiàng)l件得到正極。電池組裝、測(cè)試條件均同對(duì)比例1。測(cè)試結(jié)果見下表1。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，相比對(duì)比例1與實(shí)施例1，新型雙載體結(jié)構(gòu)空氣電極的放電性能有了很大提高，催化劑相同，但首次比容量明顯增大。實(shí)施例3 ①催化劑負(fù)載取Ig納米管狀聚吡咯，與PtCl4水溶液在80°C下磁力攪拌成均勻懸濁液，然后逐滴加入甲酸鈉。繼續(xù)攪拌懸濁液Mh，得到催化劑Pt顆粒原位負(fù)載聚吡咯納米管，過濾，洗滌，80°C下干燥Mh，原位化學(xué)反應(yīng)沉積得到PtO聚吡咯第一載體；另取Ig干燥的疏油性導(dǎo)電聚合物聚苯胺作為第二載體。②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1的比例，與聚偏氟乙烯 (PVDF)按45 45 10的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中機(jī)械球磨制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成鋰空氣電池正極膜。實(shí)施例4 ①催化劑負(fù)載首先將Ig干燥的有序介孔碳CMK-3室溫浸入4. 6mol/L的 Co (NO3) 250ml乙醇溶液中，磁力攪拌30min，然后于^50r/min離心分離30min，真空室溫干燥Mh，然后在571下處理4h，浸漬法得到Co304@CMK-3第一載體；另取Ig干燥的乙炔黑浸入20% HN0324h做疏油性處理，用蒸餾水洗滌至中性，作為第二載體。
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②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1的比例，與聚偏氟乙烯 (PVDF)按45 45 10的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中機(jī)械球磨制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成鋰空氣電池正極膜。實(shí)施例5 ①催化劑負(fù)載苯胺單體添加到IM HCl水溶液，然后加入催化劑鈣鈦礦結(jié) La0.6Sr0.4Fe0.6Mn0.403 (LSFM)粉末(摩爾比苯胺/LEta6Sra4Fea6Mna4O3 = 1/3)，磁力攪拌 Ih, 超聲分散lh，然后逐滴加入計(jì)量比的過硫酸銨的IM HCl水溶液，繼續(xù)在磁力攪拌下反應(yīng) 5h，離心，洗滌，然后再在331下真空干燥4h，得到LSFMO聚苯胺第一載體；另取Ig干燥的碳納米管做疏油性處理，作為第二載體。②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1的比例，與聚偏氟乙烯 (PVDF)按45 45 10的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中機(jī)械球磨制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成鋰空氣電池正極膜。實(shí)施例6 ①催化劑負(fù)載以碳布為工作電極，Pt片為對(duì)電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，0. 5M H2S04、0. 5M 苯胺和 0. 5M MnSO4 · 2H20 為電解液，循環(huán)伏安-0. 2V 與 1. 35V (vs. SCE) 200mV s—1電解70s，清洗，90°C下干燥36h。得到聚苯胺納米線第一載體；另取干燥的聚苯胺納米線，作為第二載體。②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1的比例，與聚偏氟乙烯 (PVDF)按45 45 10的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中機(jī)械球磨制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成鋰空氣電池正極膜。實(shí)施例7 ①催化劑負(fù)載取6mg多壁碳納米管(MWNT)，0. 46ml 0. IM K2PtCl4超聲分散于 40ml去離子水中。然后逐滴加入甲酸，在80°C下回流30min，離心分離，洗滌，60°C下真空干燥24h得到PtOMWNT第一載體；另取Ig干燥的疏油性導(dǎo)電聚合物聚苯胺作為第二載體。②雙載體復(fù)合將第一載體與第二載體按重量比1 1的比例，與聚偏氟乙烯 (PVDF)按45 45 10的重量比在N-甲基吡咯烷酮(NMP)介質(zhì)中機(jī)械球磨制成漿料，涂布于集流體Ni網(wǎng)上并進(jìn)行干燥，由此制成鋰空氣電池正極膜。表 權(quán)利要求
1.一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物，它包含，以所述組合物的總重量計(jì)10-40重量份的第一載體，其表面負(fù)載有5-30重量份的催化劑；10-40重量份的第二載體，其進(jìn)行了疏油性處理；以及5-20重量份的粘結(jié)劑；其中，所述第一載體和第二載體相同或不同，選自碳材料、有機(jī)高分子聚合物、單質(zhì)金屬、以及它們的組合。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述碳材料選自乙炔黑、活性炭、泡沫碳、有序介孔碳、碳納米管和碳納米纖維；所述有機(jī)高分子聚合物選自聚苯胺、聚丙胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、以及它們的衍生物；所述單質(zhì)金屬選自Ni、Al和Ti。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述催化劑選自單一金屬氧化物、金屬?gòu)?fù)合氧化物、具有電化學(xué)催化氧還原以及氧化活性的金屬單質(zhì)、以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，所述單一金屬氧化物選自Co304、Mn02、 Mn2O3、CoO、ZnO、V2O5、Mo0、Cr203、Fe3O4、Fe2O3、FeO、CuO 和 NiO ；所述金屬?gòu)?fù)合氧化物選自尖晶石型金屬?gòu)?fù)合氧化物、燒綠石型金屬?gòu)?fù)合氧化物、以及鈣鈦礦型金屬?gòu)?fù)合氧化物；所述具有電化學(xué)催化氧還原以及氧化活性的金屬單質(zhì)選自Pt、Au、Ag、Au、Co、Zn、V、Cr、Pd、Rh, Cd、Nb、Mo、Ir、Os、Ru、Ni、它們的合金、以及它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述粘結(jié)劑選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、以及它們的共聚物。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述第一載體和第二載體的尺寸為50-1000nm，所述第一載體和第二載體形成的孔徑尺寸為5-lOOnm。
7.一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物的制備方法，該方法包括，以所述組合物的總重量計(jì)提供10-40重量份的第一載體，在其表面負(fù)載5-30重量份的催化劑；提供10-40重量份的第二載體，對(duì)其進(jìn)行疏油性處理；以及將經(jīng)處理的第一載體和第二載體按5/1至1/10的重量比與5-20重量份的粘結(jié)劑均勻混合，得到雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物，其中，所述第一載體和第二載體相同或不同，選自碳材料、有機(jī)高分子聚合物、單質(zhì)金屬、以及它們的組合。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化劑的負(fù)載方式選自載體表面原位化學(xué)反應(yīng)沉積、浸漬法、電鍍沉積、以及物理蒸鍍。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述催化劑負(fù)載厚度為0.5-50nm。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述疏油性處理選自酸處理、水處理、以及極性處理。
11.一種鋰空氣電池用正極，它包含權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物。
12.—種鋰空氣電池，它包含權(quán)利要求11所述的鋰空氣電池用正極作為空氣電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物及其制備方法，提供了一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物，它包含，以所述組合物的總重量計(jì)10-40重量份的第一載體，其表面負(fù)載有5-30重量份的催化劑；10-40重量份的第二載體，其進(jìn)行了疏油性處理；以及5-20重量份的粘結(jié)劑；其中，所述第一載體和第二載體相同或不同，選自碳材料、有機(jī)高分子聚合物、單質(zhì)金屬、以及它們的組合。還提供了一種雙載體復(fù)合的鋰空氣電池空氣電極組合物的制備方法。
文檔編號(hào)H01M4/88GK102214827SQ20101026948
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者劉宇, 吳相偉, 崔言明, 張敬超, 梁宵, 溫兆銀 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所