[发明专利]铁钴碳复合氧化物及其制备方法、金属空气电池

说明书

技术领域

本发明涉及到新能源领域，特别是涉及到铁钴碳复合氧化物及其制备方法、金属空气电池。

背景技术

能源问题越来越备受关注，在自然资源逐渐匮乏的发展前景下，新能源得到飞速的发展，风能、太阳能、潮汐能等开发技术日新月异。随着新能源的发展，各种类二次电池的技术创新也加快了发展进程，锂离子电池、镍氢电池、燃料电池等更是已经得到广泛使用。

目前，金属空气电池的技术研究，也成为新能源领域炙手可热的研究点。金属空气电池由正极空气电极、负极金属、电解液构成。其中空气电极是决定电池性能的关键因素。空气电极主要由催化剂粉末和粘结剂组成。催化剂的性能直接决定空气电池的性能。目前金属空气电池中的催化剂主要以银、金、铂等贵金属为主，价格高昂，产量极少，不利于金属空气电池的普及使用，严重阻碍了金属空气电池的市场化进程。

因此，需要一种物美价廉的催化剂来取代现有的贵金属催化剂。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种铁钴碳复合氧化物及其制备方法，旨在解决现有金属空气电池中的催化剂主要以贵金属为主，价格高昂的技术问题。

本发明提出一种铁钴碳复合氧化物的制备方法，包括：

第一温度下，向处于搅拌状态的指定混合液中以指定进料速度泵入预配的指定浓度沉淀剂，反应第一时间长度得到悬浊液；其中，所述指定混合液为导电碳材料、铁盐以及钴盐按照指定物质的量比分散在指定溶剂中形成的混合体；

过滤所述悬浊液得到沉淀物，并洗涤所述沉淀物；

在第一气氛中于第二温度下烘干洗涤后的所述沉淀物第二时间长度，得到前驱体；

在第二气氛中于第三温度下热处理所述前驱体第三时间长度，得到铁钴碳复合氧化物。

优选地，所述指定物质的量比范围包括：Fe:Co:C为1-6:1-10:1-3。

优选地，所述沉淀剂包括氨水、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中的一种；所述沉淀剂的指定浓度范围为0.1％至16％。

优选地，所述第一温度范围为60-80℃；所述第一时间长度为2-12h。

优选地，所述第一气氛为惰性气氛或真空状态；所述第二温度范围为100-120℃；所述第二时间长度为5-12h。

优选地，所述第二气氛为惰性气氛；所述第三温度范围为750-900℃；所述第三时间长度为5-24h。

优选地，所述导电碳材料包括：炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。

优选地，所述铁盐包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和草酸亚铁中的一种或几种；所述钴盐包括氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种或几种；所述指定溶剂为去离子水。

本发明还提供了一种铁钴碳复合氧化物，由上述的制备方法制备得到。

本发明还提供了一种金属空气电池，空气电极的催化剂为上述的铁钴碳复合氧化物。

本发明有益技术效果：本发明提供了一种金属空气电池的空气电极催化剂及其制备工艺。本发明所提供的空气电极催化剂为铁钴碳复合氧化物，相比于现有银、金、铂等贵金属催化剂，资源丰富，且制备工艺适合工业化生产，制得的铁钴碳复合氧化物空气电极催化剂，价格低廉，利于金属空气电池的普及使用，促进金属空气电池的市场化进程。同时，本发明提供的铁钴碳复合氧化物，催化性能优异。同等条件下，以铁钴碳复合氧化物为催化剂的金属空气电池性能，能达到或超过使用贵金属催化剂的金属空气电池性能。

附图说明

图1本发明一实施例中铁钴碳复合氧化物的制备方法流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本发明实施例提出一种铁钴碳复合氧化物的制备方法，包括：

S1：第一温度下，向处于搅拌状态的指定混合液中以指定进料速度泵入预配的指定浓度沉淀剂，反应第一时间长度得到悬浊液；其中，所述指定混合液为导电碳材料、铁盐以及钴盐按照指定物质的量比分散在指定溶剂中形成的混合体；

S2：过滤所述悬浊液得到沉淀物，并洗涤所述沉淀物；

S3：在第一气氛中于第二温度下烘干洗涤后的所述沉淀物第二时间长度，得到前驱体；

S4：在第二气氛中于第三温度下热处理所述前驱体第三时间长度，得到铁钴碳复合氧化物。