[发明专利]Fe纳米颗粒与碳复合材料为正极催化剂的锂氮气氧气电池

摘要

本发明涉及一种Fe纳米颗粒与科琴黑复合材料为正极催化剂的锂氮气氧气电池，催化剂为金属铁纳米颗粒高分散在纳米碳上的复合材料。本发明采用环保无毒的试剂，合成的该复合材料可作为催化剂用于制备锂氮气氧气电池正极，方法是：该催化剂、粘结剂与溶剂混合均匀，将混合物均匀涂在导电碳纸上，干燥后得到电池的正极。本发明的优点是：该催化剂可提高电池的电催化性能，同时使电池具有很好的循环稳定性，并且由此材料组装电池在空气中也有较高的比能量；而且制备该催化剂工艺简单，来源廉价易得，对环境友好，对锂氮气氧气电池性能的提高有很大辅助作用，具有被广泛应用的潜力。

主权项

1.一种Fe纳米颗粒与科琴黑复合材料为正极催化剂的锂氮气氧气电池，包括正极、锂负极、隔膜、电解液以及电池壳；所述的正极材料由催化剂、碳材料、粘结剂和分散溶液制备而成，催化剂所占电极质量比为70‑90%，粘结剂为所占质量比为10‑30%；所述的粘结剂为聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙二醇（PVA）和丁苯树脂（SBR）一种或两种以上任意比例的混合物；所述的电解液为双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、三氟乙酸锂、硝酸锂、高氯酸锂的一种溶在乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二甲基亚砜和1‑丁基‑1甲基‑吡咯双（三氟甲基磺酰）亚胺的一种；所述的分散溶剂为氮甲基吡咯烷酮（NMP）；所述隔膜为玻璃纤维或者聚四氟乙烯的一种；其特征在于：所述的电极为：Fe纳米颗粒与碳的复合材料、Fe纳米颗粒与科琴黑复合材料或Fe纳米颗粒与碳纳米管复合材料；其中，Fe纳米颗粒与科琴黑（Kb）或碳纳米管复合材料是以可溶性铁盐硝酸铁分别与科琴黑或碳纳米管为原料经过水热反应制成，具体将硝酸铁分别、科琴黑或碳纳米管、尿素、乙二醇进行超声混合，倒入反应釜进行高温水热反应4h，产物用乙醇洗涤后干燥，管式炉中进行预烧，之后在高温下进行煅烧即可；科琴黑或碳纳米管：硝酸铁：尿素：乙二醇=1:8: 16:780。