[发明专利]一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极及电池

权利要求书

1.一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极，其特征在于：由集流体和活性材料组成，所述活性材料为含氧缺陷的碳包覆过渡金属氧化物，所述活性材料生长于集流体表面，并具有三维蜂窝状结构；所述活性材料的过渡金属氧化物通式为M_XO_Y-Z；其中，M包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn中的至少一种；

无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极的制备方法如下：

(1)将过渡金属盐溶于去离子水中；

(2)待过渡金属盐完全溶解后调节pH至1-6，得到混合溶液；

(3)将集流体放入混合溶液中，于25-200℃下反应为2-20h，得到反应中间体；

(4)将反应中间体水洗，并且在真空烘箱中干燥；

(5)待反应中间体完全干燥后，将在乙炔/惰性气体混合气氛下高温煅烧，煅烧温度为300-700℃，煅烧时间为1-8h，得到所述无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极。

2.根据权利要求1所述的一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极，其特征在于：所述过渡金属盐包括M的硫酸盐、硝酸盐、亚硫酸盐、亚硒酸盐、亚碲酸盐、铵盐、氯化物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极，其特征在于：所述步骤(2)中，加入酸溶液调节pH值，所述酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、氢氟酸、次氯酸、亚硫酸、亚硝酸、磷酸、氢溴酸、氢碘酸或氢氰酸。

4.根据权利要求1所述的一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极，其特征在于：所述步骤(5)中，采用浓度为1-10％的乙炔/氩气混合气氛。

5.根据权利要求1所述的一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极，其特征在于：所述集流体的金属材质为铝、铁、铂、钛、镍、银、金、不锈钢中的至少一种。

6.一种镁二次电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于：所述正极为权利要求1～5中任一项所述的一种无粘结剂、含氧缺陷的碳包覆氧化物电极，所述负极包括金属镁箔、镁粉、镁网、镁合金中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的一种镁二次电池，其特征在于：所述电解液包括溶质和溶剂，所述溶质包括MgCl₂、AlCl₃、PhMgCl、Mg(TFSI)₂、Mg(BH₄)₂中的至少一种，所述溶剂包括四氢呋喃、二甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的一种镁二次电池，其特征在于：所述电解液浓度为0.1～4mol/L。