[发明专利]一种单核氟取代双金属酞菁配合物/活性炭锂亚硫酰氯电池催化材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种单核氟取代双金属酞菁配合物/活性炭锂亚硫酰氯电池催化材料及其制备方法，以4‑氟邻苯二甲酸酐、六水合氯化钴、二水合氯化铜、沥青焦活性炭和尿素为原料，钼酸铵为催化剂，在玻璃研钵中研磨均匀后放进马弗炉中固相烧结得到目标产物。该方法具有制备工艺简单、成本低、制备条件易于控制、合成周期短、组成成分均匀等优点。利用此方法所制备出的复合材料能够增加离子活化表面积，加快电子传输。沥青焦活性炭高的比表面积，孔道结构和微晶结构存在一定的催化性能和双金属的相互竞争及协同效应共同影响复合材料的催化性能，提高锂亚硫酰氯电极材料的电化学性能和有效降低界面间接触电阻。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种单核氟取代双金属酞菁配合物/活性炭锂亚硫酰氯电池催化材料及其制备方法。

背景技术

能源的使用标志着人类文明的发展与进步，这也成为社会发展不可或缺的物质条件。据有关报道，当今世界能源消耗，其中70％来源于化石燃料和一些不可再生资源。但无节制的开采和使用造成能源出现危机，与此同时，化石燃料在燃烧过程中产生对环境有害的气体严重影响了人类的发展。人们对改变不合理的能源结构，寻求适合社会可持续发展的能源道路这一思想有了越来越多的关注。目前主要的储能技术包括物理类储能和电化学储能两大类。与其它储能方式相比，电化学储能技术具有效率高、投资少、使用安全、应用灵活等特点，符合当今能源的发展方向。([1]冯彩梅；张晓虎；陈永翀；巩宇；刘丹丹；张萍,新型电化学储能技术：半固态锂电池.科技通报 2017,33,19-26)

锂亚硫酰氯电池是目前锂一次电池中实际应用中比能量最高的电池之一，放电电压高且放电曲线平稳，开路电压为3.65V，具有高比能量(420Wh/Kg，低速率放电时最高达650Wh/Kg)、高比功率(电池能以10mA/cm2或更高电流密度放电)；温度适应性好，一般可在-40～150℃内正常工作；年自放电率≤1％，贮存寿命10年以上。目前被广泛应用于医疗设备、仪表检测和军工等。然而电池在放电时，阳极锂原子被氧化失去电子，生成锂离子而进入电解液，电子由外电路转移到碳阴极上，与碳密切接触的SOCl₂分子获得电子而还原。由于反应生成了不溶性固体产物LiCl和S，在放电后期，碳的表面和内孔逐渐被这种绝缘性产物覆盖、堵塞，导致阴极钝化，电池寿命终止。([2]Zou,Q.；Zhang,F.,Design ofTemperature Control of a Large Lithium Battery Pack.MechanicalElectricalEngineering Technology 2018.[3]Su,X.Q.；Li,J.； Yao,G.P.；Wang,J.L.；Zhao,J.S.；Zhang,F.X.,The synthesis and catalytic activity to Li/SOCl2battery of two newporphyrins.Catalysis Communications 2013,37,23-26.)