[发明专利]生产碳负载镍-钴氧化物催化剂的方法及其在可再充电电化学金属-氧电池中的用途

权利要求书

1.一种生产包含如下组分的碳负载镍-钴氧化物催化剂的方法：

(A)呈导电多晶型的碳，和

(B)式(I)的镍-钴氧化物：

Ni_xCo_3-xO₄   (I)，

其中x为0.5-2.0，

所述方法包括如下工艺步骤：

(a)制备包含如下组分的含水悬浮液：

(A)呈导电多晶型的碳，

(B1)至少一种Ni(II)盐，

(B2)至少一种Co(II)盐，和

(C)至少一种螯合配体，

(b)蒸发在工艺步骤(a)中制备的悬浮液的溶剂，以得到包含组分(A)、(B1)、(B2)和(C)的固体(S)，以及

(c)在250-350℃的温度范围内在氧气存在下煅烧固体(S)。

2.根据权利要求1的方法，其中呈导电多晶型的碳选自碳黑。

3.根据权利要求1或2的方法，其中在工艺步骤(a)中Ni(II)盐(B1)选自如下盐：乙酸镍、Ni(NO₃)₂、NiSO₄和所述Ni(II)盐的相应水合物，以及Co(II)盐(B2)选自如下盐：乙酸钴、Co(NO₃)₂、CoSO₄和所述Co(II)盐的相应水合物。

4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中在工艺步骤(a)中螯合配体(C)为柠檬酸。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中工艺步骤(a)的含水悬浮液包含至少一种有机极性溶剂。

6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中在工艺步骤(a)中将包含组分(B1)、(B2)和(C)的水溶液与碳(A)混合。

7.根据权利要求1-6任一项的方法，其中工艺步骤(b)在20-150℃的温度下任选在减压下进行。

8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中工艺步骤(c)在295-325℃的温度下进行。

9.一种可以通过根据权利要求1-8中任一项的方法得到的碳负载镍-钴氧化物催化剂，包含：

(A)呈导电多晶型的碳，和

(B)式(I)的镍-钴氧化物：

Ni_xCo_3-xO₄   (I)，

其中x为0.5-2.0。

10.一种碳负载镍-钴氧化物催化剂，包含：

(A)呈导电多晶型的碳，和

(B)式(I)的镍-钴氧化物：

Ni_xCo_3-xO₄   (I)，

其中x为0.5-2.0，

其中所述催化剂通过包括如下工艺步骤的方法制备：

(a)制备包含如下组分的含水悬浮液：

(A)呈导电多晶型的碳，

(B1)至少一种Ni(II)盐，

(B2)至少一种Co(II)盐，和

(C)至少一种螯合配体，

(b)蒸发在工艺步骤(a)中制备的悬浮液的溶剂，以得到包含组分(A)、(B1)、(B2)和(C)的固体(S)，以及

(c)在250-350℃的温度范围内在氧气存在下煅烧固体(S)。

11.一种包含根据权利要求9或10的碳负载镍-钴氧化物催化剂和至少一种固体介质的气体扩散电极，气体可以扩散通过所述固体介质并且所述固体介质任选作为所述碳负载镍-钴氧化物催化剂的载体。

12.根据权利要求11的气体扩散电极在生产电化学电池中的用途。

13.一种包括至少一种根据权利要求11的气体扩散电极的电化学电池。

14.根据权利要求13的电化学电池在可再充电锂-空气电池组中的用途。

15.一种可再充电锂-空气电池组，包括至少一种根据权利要求13的电化学电池。

16.根据权利要求13的电化学电池在汽车、电动机驱动的自行车、飞机、船舶或固定储能站中的用途。

17.一种包括至少一种根据权利要求13的电化学电池的装置。