[发明专利]一种Ni@N-C复合正极材料、制备方法及在锂空气电池中的应用

权利要求书

1.一种锂空气电池Ni@N-C复合正极材料的制备方法，其特征在于：将包含弱酸、壳聚糖、镍源的混合溶液冷冻干燥，得到前驱体；将前驱体在900℃～1100℃的温度下烧结，即得；混合溶液的pH值范围为4≦pH≦5；

所述的弱酸为C1～6的有机羧酸；

壳聚糖、镍源的质量比为1:1～5:1；

所述的混合溶液为均相溶液；

Ni@N-C复合正极材料中，纳米Ni颗粒均匀、原位生长在掺氮多孔碳中；所述的纳米Ni颗粒的粒径为5～50nm；比表面积为100～400m²/g；纳米Ni颗粒的含量为10～20wt％。

2.如权利要求1所述的Ni@N-C复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述的壳聚糖、镍源的质量比为2～4:1。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：烧结的时间为2～6h。

4.如权利要求1所述的Ni@N-C复合正极材料的制备方法，其特征在于：冷冻干燥的时间为12～48h。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将弱酸溶液滴加到含有壳聚糖的浊液中，直至澄清；随后再滴加镍源水溶液，混合得所述的混合溶液。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的弱酸为甲酸、乙酸、丙酸中的至少一种。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：壳聚糖的浓度为10～30mg/mL。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的镍源为Ni²⁺的水溶性盐。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的镍源为乙酸镍、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍中的至少一种。

10.一种权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的Ni@N-C复合正极材料：其特征在于，纳米Ni颗粒均匀、原位生长在掺氮多孔碳中；所述的纳米Ni颗粒的粒径为5～50nm；比表面积为100～400m²/g；纳米Ni颗粒的含量为10～20wt％。

11.一种权利要求10所述的Ni@N-C复合正极材料的应用：其特征在于，用作锂空气电池的正极材料。

12.一种权利要求11所述的Ni@N-C复合正极材料的应用：其特征在于，将所述Ni@N-C复合正极材料与导电剂、粘结剂混合的浆料涂在镍网上，制成锂空气电池的正极。