[发明专利]金属负载的催化剂、电池电极和电池

权利要求书

1.金属负载的催化剂，其包括：

碳载体；和

负载在所述碳载体上的催化剂金属颗粒，

其中在通过X射线光电子能谱获得的光电子能谱中，所述金属负载的催化剂表现出源自氮原子的1s轨道的峰，所述峰被分离成氮原子的以下峰(1)至(6)：

(1)在398.6±0.2eV的结合能范围内具有峰顶的第一氮原子的峰；

(2)在399.5±0.3eV的结合能范围内具有峰顶的第二氮原子的峰；

(3)在400.5±0.2eV的结合能范围内具有峰顶的第三氮原子的峰；

(4)在401.3±0.3eV的结合能范围内具有峰顶的第四氮原子的峰；

(5)在403.4±0.4eV的结合能范围内具有峰顶的第五氮原子的峰；和

(6)在404.5±0.5eV的结合能范围内具有峰顶的第六氮原子的峰，

其中通过X射线光电子能谱测量的所述第二氮原子的峰面积与(1)至(6)的氮原子的总峰面积的比率为0.03或更大，并且

其中通过X射线光电子能谱测量的所述第二氮原子的浓度与碳原子的浓度的比率为0.0005或更大。

2.根据权利要求1所述的金属负载的催化剂，其中通过X射线光电子能谱测量的所述第一氮原子的浓度、所述第三氮原子的浓度和所述第四氮原子的浓度之和与所述碳原子的浓度的比率为0.004或更大。

3.根据权利要求1或2所述的金属负载的催化剂，其中所述第二氮原子的峰面积与所述第一氮原子的峰面积的比率为0.12或更大。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属负载的催化剂，其中所述第一氮原子的峰面积与所述(1)至(6)的氮原子的总峰面积的比率为0.48或更小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属负载的催化剂，其中所述第四氮原子的峰面积与所述(1)至(6)的氮原子的总峰面积的比率为0.15或更大。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属负载的催化剂，其中使用通过分离在由CuKα射线得到的粉末X射线衍射图中衍射角2θ在40°附近的衍射线而获得的一个或多个衍射峰的衍射角和半峰全宽由谢乐方程计算出的所述催化剂金属颗粒的平均微晶直径为5.40nm或更小。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属负载的催化剂，

其中所述催化剂金属颗粒为铂颗粒。

其中通过将氢吸附电量除以相对于铂的氢吸附的理论面积等效电量和负载在所述金属负载的催化剂上的铂的重量而获得的电化学表面积(H₂-ECSA)为20.0m²/g-铂或更大，在使用含有所述金属负载的催化剂的旋转圆盘电极的循环伏安法中测量所述氢吸附电量，并且

通过将一氧化碳吸附电量除以相对于铂的一氧化碳吸附的理论面积等效电量和负载在所述金属负载的催化剂上的铂的重量而获得的电化学表面积(CO-ECSA)为20.0m²/g-铂或更大，在使用含有所述金属负载的催化剂的旋转圆盘电极的溶出伏安法中测量所述一氧化碳吸附电量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的金属负载的催化剂，其中所述金属负载的催化剂具有碳结构，所述碳结构在通过拉曼光谱法获得的拉曼光谱中表现出160cm^-1或更小的D带的半峰全宽，所述D带在1,360cm^-1附近具有峰顶。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的金属负载的催化剂，其中所述金属负载的催化剂具有碳结构，所述碳结构在通过拉曼光谱法获得的拉曼光谱中表现出80cm^-1或更小的G带的半峰全宽，所述G带在1,600cm^-1附近具有峰顶。