[发明专利]一种锂/亚硫酰氯电池正极催化材料CoPc/CuPc及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂/亚硫酰氯电池正极催化材料CoPc/CuPc及其制备方法，制备方法以两步法，先合成酞菁铜，再将酞菁铜作为基底与邻苯二甲酸酐、尿素、钼酸铵和六水合氯化钴混合并研磨，再烧结，待冷却至室温后，将所得混合物研磨、清洗并烘干，得到锂/亚硫酰氯电池正极催化材料CoPc/CuPc，并通过改变酞菁铜的加入量以及钴的合成量来调整比例，得到不同比例CoPc/CuPc，制备方法工艺简单，绿色环保，成本较低，制备的CoPc/CuPc具有优异的电化学催化性能，能够提高了锂/亚硫酰氯电池的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂/亚硫酰氯电池正极催化材料CoPc/CuPc及其制备方法。

背景技术

锂/亚硫酰氯电池具有高能量密度、高工作电压、贮存寿命长、工作温度范围款、适用性强等优点。可应用于军事领域、航天领域、精密仪器等很多方面。但是锂/亚硫酰氯电池在放电过程中对SOCl₂电池的还原速率慢，想要改善这一情况，可以加入高效催化剂。催化剂可以加快对SOCl₂的还原，所以设计及制备高效催化剂是有效提高锂/亚硫酰氯电池性能的方法之一。

酞菁配合物是主要的催化剂之一。酞菁配合物是一类大环化合物，环内可容纳多种金属。一系列研究表明多数酞菁配合物对Li/SOCl₂具有良好的催化性能，而CuPc由于姜泰勒效应几乎没有催化性能。酞菁配合物对SOCl₂的还原为表面配位催化反应。

现有很多研究通过固相法或模板法将过渡金属酞菁配合物以及研究四吡啶并卟啉(MTAP)、四吡嗪并卟啉(MPTpz)负载在不同碳材料上使之纳米化增大比表面积，为了提高反应速度，加快对SOCl₂的还原，这些也都起到了一定的效果，但对反应副产物带来的影响均未涉及。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种锂/亚硫酰氯电池正极催化材料CoPc/CuPc及其制备方法，制备方法先合成CuPc，之后在CuPc表面合成CoPc制备出CoPc/CuPc催化材料，不仅可以增大CoPc的比表面积提供更多的反应活性位点，加快对SOCl₂的还原，而且由于铜离子的姜泰勒效应，CuPc可以更快的传输反应产物，使生成的LiCl不易堆积，防止堵塞电极，且制备方法工艺简单，绿色环保，成本较低。

为了实现以上目的，本发明提供了一种锂/亚硫酰氯电池正极催化材料CoPc/CuPc的制备方法，包括以下步骤：

1)取0.1～2g的CuCl₂·2H₂O、1～4g的邻苯二甲酸酐、1～5g的尿素和0.1～0.5g的钼酸铵混合研磨；

2)将步骤1)的混合物先在130～180℃，保温0.5～1h；再升温至230℃～280℃，保温1～3h；

3)冷却后将产物研磨，并清洗烘干，得到CuPc；

4)取0.1～0.5g的CoCl₂·6H₂O、0.1～0.6g的邻苯二甲酸酐、0.2～0.8g的尿素、0.02～0.08g的钼酸铵和0.05～1.20g步骤3)得到的CuPc混合研磨；

5)将步骤4)的混合物先在130～180℃，保温0.1～1h；再升温至200～400℃，保温1～3h；

6)冷却后将产物研磨，并清洗烘干，得到CoPc/CuPc复合催化材料。

优选地，所述步骤1)和步骤4)中在玻璃研钵中充分研磨并混合均匀。

优选地，所述步骤2)和步骤5)中混合物置于坩埚并转移至马弗炉进行加热。

优选地，所述步骤2)中以5～10℃min^-1的升温速率升温。