02復(fù)合電極的透射電鏡照片；
[0036]圖中箭頭所指為負(fù)載在MnO2上的RuO 2納米顆粒；
[0037]圖5為以實(shí)施例1制備的多孔狀仙02/^1102復(fù)合電極作為正極的鋰-空電池的循環(huán)性能曲線圖；
[0038]圖6為對(duì)比例I制備的多孔狀MnO2的掃描電鏡照片；
[0039]圖7為對(duì)比例I制備的多孔狀MnO2電極作為正極的鋰-空電池的循環(huán)性能曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0040]實(shí)施例1
[0041]將KMnOjP 96wt% H 2S04 (摩爾量謂1104的0.01)溶于去離子水，攪拌均勻，制備以K+計(jì)濃度為0.01mol/L的溶液。將泡沫鎳作為基體，浸入上述溶液，再轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，密閉后在85°C的烘箱中保溫I小時(shí)，然后用去離子水和無水酒精沖洗數(shù)次，在60°C的烘箱真空干燥12小時(shí)后得到負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體；將所得負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體在Ar氣氛下300°C下焙燒2小時(shí)，然后冷卻至室溫得到承載于泡沫鎳上的MnO2電極(Ni/MnO 2)，其中MnO2的承載量為0.3mg/cm2;將上述承載于泡沫鎳上的MnO 2電極浸入RuCl 3的水溶液中(濃度為4mg/mL)，浸泡3小時(shí)后，先后用去離子水和無水乙醇沖洗數(shù)次，在60°C下真空干燥12小時(shí)后得到承載于泡沫鎳上的多孔狀仙02/^1102復(fù)合電極(Ni/Ru02/Mn02)，其中RuO2的承載量為0.10mg/cm2。
[0042]圖1為本實(shí)施例制備的Ni/Mn02i極經(jīng)超聲振蕩后剝離下來的物質(zhì)的XRD射譜，該物質(zhì)可歸結(jié)為MnO2。
[0043]圖2為本實(shí)施例制備的Ru02/Mn02復(fù)合電極表面物質(zhì)RuO 2的XPS譜，圖中，實(shí)線為測(cè)試線，虛線為背底線，結(jié)果證明沉積于11102表面的為RuO 2。
[0044]圖3和圖4分別為本實(shí)施例制備的負(fù)載于泡沫鎳上的仙02/^1102復(fù)合電極的掃描電鏡和透射電鏡照片，從掃描電鏡照片可知，11102呈現(xiàn)多孔狀結(jié)構(gòu)，單個(gè)聚集體的直徑為0.5?1.5微米，并且均勻負(fù)載于多孔泡沫鎳上，透射電鏡表明，RuO2顆粒大小為2?5納米，并且均勻負(fù)載于多孔狀MnO2上。
[0045]以本實(shí)施例制備的負(fù)載于泡沫鎳上的Ru02/Mn02作為正極，以金屬鋰為負(fù)極，聚丙稀薄膜(牌號(hào)Celgard C380，美國(guó)Celgard公司)為隔膜，LiClO4的三乙二醇二甲醚(TEGDME)溶液為電解液，在充滿氬氣的手套箱中裝配電池。經(jīng)通入I大氣壓的氧氣后，進(jìn)行充放電測(cè)試，循環(huán)性能曲線如圖5所示。
[0046]恒電流充放電測(cè)試(容量限定為500mAh/g，電流密度800mA/g，電壓范圍2V?4.5V，其中容量和電流密度均基于Ru02/Mn02)表明，經(jīng)過100次充放電，該鋰-空電池的容量保持在500mAh/g，放電截止電壓為2.4伏，充電截止電壓為3.9伏，顯示出較低的極化。
[0047]對(duì)比例I
[0048]將KMnOjP 96wt% H 2S04 (摩爾量謂1104的0.01)溶于去離子水，攪拌均勻，制備以K+計(jì)濃度為0.0lmol/L的溶液。將泡沫鎳作為基體，浸入上述溶液，再轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，密閉后在85°C的烘箱中保溫I小時(shí)，然后用去離子水和無水酒精沖洗數(shù)次，在60°C的烘箱真空干燥12小時(shí)后得到負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體；將所得負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體在Ar氣氛下300°C下焙燒2小時(shí)，然后冷卻至室溫得到承載于泡沫鎳上的MnO2電極(Ni/MnO 2)，其中MnO2的承載量為0.3mg/cm 2。XRD證明沉積物為MnO2。如圖6所示，所得MnO2電極呈現(xiàn)多孔狀，單個(gè)聚集體的直徑為0.5?1.5微米。
[0049]以本對(duì)比例制備的負(fù)載于泡沫鎳上的MnO2作為正極，以金屬鋰為負(fù)極，聚丙烯薄膜(牌號(hào)Celgard C380，美國(guó)Celgard公司)為隔膜，LiClO4的三乙二醇二甲醚(TEGDME)溶液為電解液，在充滿氬氣的手套箱中裝配電池。經(jīng)通入I大氣壓的氧氣后，進(jìn)行恒電流充放電測(cè)試(容量限定為500mAh/g，電流密度800mA/g，電壓范圍2V?4.5V，其中容量和電流密度均基于MnO2),充放電曲線如圖7所示。從圖可知，經(jīng)過100次循環(huán)后，雖然鋰-空電池的容量保持在500mAh/g，但放電截止電壓降低至為2.1伏，充電截止電壓升高至4.3伏，顯示出較高的極化，其極化程度明顯高于用Ru02/Mn02催化的電池。
[0050]對(duì)比例2
[0051]參照實(shí)施例1合成多孔狀MnC^P RuO 2的反應(yīng)條件，先合成MnO 2和RuO 2，再將其與粘結(jié)劑混合、涂布于泡沫镲基體上，進(jìn)行性能測(cè)試。具體如下:將KMnO# 96wt% H2SO4(摩爾量服1104的0.01)溶于去離子水，攪拌均勻，制備以K+計(jì)濃度為0.01mol/L的溶液，再將上述溶液再轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，密閉后在85°C的烘箱中保溫I小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和無水酒精反復(fù)離心分離，并在60°C的烘箱真空干燥12小時(shí)后得到含錳的前驅(qū)體；再將含錳的前驅(qū)體在Ar氣氛下300°C下焙燒2小時(shí)，然后冷卻至室溫得到粉末狀胞02;將RuCl 3配制成水溶液中，濃度為4mg/mL，在室溫下攪拌3小時(shí)后，得到粉末狀沉淀，將該沉淀用去離子水和無水酒精反復(fù)離心分離，并在60°C下真空干燥12小時(shí)后得到粉末狀Ru02。XRD表明沉積物為MnO2，掃描電鏡照片表明，MnO2同樣呈現(xiàn)多孔狀結(jié)構(gòu)，單個(gè)聚集體的直徑為0.5微米?1.5微米，透射電鏡表明，RuO2顆粒大小為2納米?5納米。
[0052]將Μη02、仙02及聚偏氟乙烯按質(zhì)量比6:3:1分散于甲基吡咯烷酮中，經(jīng)磁力攪拌成楽料，涂布于泡沫镲基體上，得到Ni/Ru02/Mn02電極。將該電極作為正極，以金屬鋰為負(fù)極，聚丙稀薄膜(牌號(hào)Celgard C380，美國(guó)Celgard公司)為隔膜，LiClO4的三乙二醇二甲醚(TEGDME)溶液為電解液，在充滿氬氣的手套箱中裝配電池。經(jīng)通入I大氣壓的氧氣后，進(jìn)行充放電測(cè)試。
[0053]恒電流充放電測(cè)試(容量限定為500mAh/g，電流密度800mA/g，電壓范圍2V?4.5V，其中容量和電流密度均基于Ru02/Mn02)表明，僅僅經(jīng)過20次充放電，該鋰-空電池的容量就不能保持在500mAh/g，顯示出較差的循環(huán)穩(wěn)定性，并且放電截止電壓降至2.1伏，充電截止電壓升至4.4伏，顯示出較高的極化。
[0054]對(duì)比例3
[0055]參照實(shí)施例1，改變濃H2SO^ KMnO 4的摩爾比，其他條件不變，得到顆粒狀MnO 2，并且在泡沫鎳上分布不均勻，將該電極同樣進(jìn)行性能測(cè)試。具體如下:將KMnOjP 96wt%H2SO4(摩爾量KMnO4的0.15)溶于去離子水，攪拌均勻，制備以K +計(jì)濃度為0.025mol/L的溶液。將泡沫鎳作為基體，浸入上述溶液，再轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，密閉后在65°C的烘箱中保溫3小時(shí)，然后用去離子水和無水酒精沖洗數(shù)次，在60°C的烘箱真空干燥12小時(shí)后得到負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體；將所得負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體在Ar氣氛下300°C下焙燒2小時(shí)，然后冷卻至室溫得到承載于泡沫鎳上的MnO2電極(Ni/MnO 2)，其中MnO2的承載量為0.5mg/cm2;將上述承載于泡沫鎳上的MnO 2電極浸入RuCl 3的水溶液中(濃度為4mg/mL)，浸泡3小時(shí)后，先后用去離子水和無水乙醇沖洗數(shù)次，在60°C下真空干燥12小時(shí)后得到承載于泡沫鎳上的多孔狀仙02/^1102復(fù)合電極(Ni/RuO 2/Μη02)，其中RuO2的承載量為0.10mg/cm 2。XRD表明沉積物為MnO2，掃描電鏡照片表明，MnO2呈現(xiàn)顆粒狀，直徑為5微米?10微米，透射電鏡表明，RuO2顆粒大小為2納米?5納米。
[0056]以本實(shí)施例制備的負(fù)載于泡沫鎳上的Ru02/Mn02作為正極，以金屬鋰為負(fù)極，聚丙稀薄膜(牌號(hào)Celgard C380，美國(guó)Celgard公司)為隔膜，LiClO4的三乙二醇二甲醚(TEGDME)溶液為電解液，在充滿氬氣的手套箱中裝配電池。經(jīng)通入I大氣壓的氧氣后，進(jìn)行充放電測(cè)試，循環(huán)性能曲線如圖5所示。
[0057]恒電流充放電測(cè)試(容量限定為500mAh/g，電流密度800mA/g，電壓范圍2V?4.5V，其中容量和電流密度均基于Ru02/Mn02)表明，僅僅經(jīng)過30次充放電，該鋰-空電池的容量就不能保持在500mAh/g，顯示出較差的循環(huán)穩(wěn)定性，并且放電截止電壓降至2伏，充電截止電壓升至4.5伏，顯示出較高的極化。
[0058]實(shí)施例2
[0059]將KMnOjP 96wt% H 2S04 (摩爾量謂1104的0.04)溶于去離子水，攪拌均勻，制備以K+計(jì)濃度為0.02mol/L的溶液。將泡沫鎳作為基體，浸入上述溶液，再轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，密閉后在70°C的烘箱中保溫1.5小時(shí)，然后用去離子水和無水酒精沖洗數(shù)次，在60°C的烘箱真空干燥12小時(shí)后得到負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體；將所得負(fù)載于Ni的含錳的前驅(qū)體在Ar氣氛下400°C下焙燒I小時(shí)，然后冷卻至室溫得到承載于泡沫鎳上的MnO2電極(N