[发明专利]碳催化剂、电池电极、及电池

权利要求书

1.一种碳催化剂，其包括：

两种过渡金属，和

晶面间距d₀₀₂为0.374nm或更大的碳结构，所述晶面间距d₀₀₂由衍射峰f_broad的布拉格角确定，所述衍射峰f_broad是通过分离利用CuKα射线进行粉末X-射线衍射而获得的X-射线衍射图中的衍射角2θ为26°附近的衍射峰所获得的三个衍射峰f_broad、f_middle和f_narrow中之一，

其中，所述碳结构的微晶尺寸Lc≥1.20nm且≤1.30nm，所述微晶尺寸Lc由所述衍射峰f_broad的布拉格角确定，

其中，所述碳结构的微晶尺寸La为≥2.43nm且≤2.85nm，所述微晶尺寸La由碳(100)衍射线f₁₀₀的布拉格角确定，所述碳(100)衍射线f₁₀₀通过分离利用CuKα射线进行粉末X-射线衍射而获得的X-射线衍射图中的衍射角2θ为45°附近的衍射峰获得，

其中f_broad具有24.0°±4.0°的衍射角2θ且半峰全宽为10°±7.0°，f_middle具有26.2°±0.3°的衍射角2θ且半峰全宽为2.0°±0.1°，f_narrow具有26.5°±0.5°的衍射角2θ且半峰全宽为0.3°±0.1°，f₁₀₀具有42.0°±1.5°的衍射角2θ且半峰全宽为3.0°±2.0°。

2.根据权利要求1所述的碳催化剂，其中，所述碳结构的平均碳网络平面尺寸L≥10nm且≤40nm，所述平均碳网络平面尺寸L通过允许温度升高到1600℃的程序升温脱附分析确定,

其中，平均碳网络平面尺寸L的上限通过以下等式计算：2×(1/12)[mol/g]×0.2461[nm]/N_edge(Max)，并且平均碳网络平面尺寸L的下限通过以下等式计算：2×(1/12)[mol/g]×0.2461[nm]/N_edge(Min)，其中所述平均碳网络平面尺寸L的单位为nm，N_edge(Max)和N_edge(Min)的单位为μmol/g，

其中，N_edge(Max)通过以下等式计算：N_edge(Max)＝CO[μmol/g]+CO₂[μmol/g]+H₂O[μmol/g]×2+H₂[μmol/g]×2+N₂[μmol/g]×2+HCN[μmol/g]，并且N_edge(Min)通过以下等式计算：N_edge(Min)＝CO₂[μmol/g]+H₂O[μmol/g]×2+H₂[μmol/g]×2+HCN[μmol/g]，

其中，CO[μmol/g]、CO₂[μmol/g]、H₂O[μmol/g]、H₂[μmol/g]、N₂[μmol/g]、和HCN[μmol/g]分别代表由允许温度升高至1600℃的程序升温脱附分析测定的CO气体、CO₂气体、H₂O气体、H₂气体、N₂气体、和HCN气体的脱附量。

3.根据权利要求1所述的碳催化剂，其中，在使用旋转圆盘电极装置对电位进行扫描和施加而得到的氧还原伏安图中，所述碳催化剂在-10μA/cm²的还原电流下表现出0.820V或更高的电压E_O2，所述电压以相对于NHE计，其中所述旋转圆盘电极装置具有含所述碳催化剂的工作电极。