锂空气电池用MnO2-RuO2C催化剂及其制备方法

　　　　　　　　　　　锂空气电池用MnO2-RuO2C催化剂及其制备方法

　　锂空气电池作为一种新型的高效的绿色环保能源，具有超高的比容量，能量密度高达11140wh/kg，具有可逆性，环境友好，成本低等优点。其中碳材料作为最主要的正极材料，但当碳材料用作主要的正极材料时主要存在以下两个方面问题。首先，过电压较高，主要是由于放电过程的氧析出反应的过电压较高，而RuO2是一种较好的氧析出反应的高效催化剂，但对氧化还原反应的催化活性较低；Μη02是一种较好的氧还原催化剂,而析氧反应的催化活性较低；因而采用MnO2-RuO2的复合可作为一种高效的双功能催化剂。其次，碳材在作为阴极时在充放电过程中与放电产物Li2O2反应生成Li2CO3，从而降低了电化学的反应效率，所以这里采用复合金属氧化物包覆纳米碳材的方法来降低副反应的发生率。

本发明克服了现有技术的不足，提供一种解决降低过电压，减少副反应的发生的一种高效的双效的锂空气电池用Mn02-Ru02/C催化剂及其制备方法。技术方案如下：一种锂空气电池用Mn02-Ru02/C催化剂，所述催化剂的活性物质为MnO2-RuO2、载体为纳米碳，所述的MnO2-RuO2、纳米碳的质量百分含量分别为:Μη02:5%至20%，纳米碳:25%至55%，剩余含量为RuO2。更进一步的技术方案是提供一种锂空气电池用Mn02-Ru02/C催化剂的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤: 将高锰酸钾溶液加入到二价锰盐溶液中搅拌均匀；进行第一次水热反应后抽滤，洗涤；在 80-120°C干燥 8-12h 得到纳米 MnO2 ；将MnO2、纳米碳加入三氯化钌水溶液中超声搅拌均匀；所述Mn02、纳米碳加入三氯化钌水溶液中超声搅拌均匀后进行水热反应，进行第二次水热反应后抽滤；用去离子水以及乙醇分别洗涤数次后在80_120°C干燥8_12h，得到纳米MnO2-RuO2包覆纳米碳的催化剂。第一次水热反应的温度是160°C，反应时间是12h。第二次水热反应的温度是180°C，反应时间是12h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明采用纳米MnO2-RuO2包覆纳米碳，在催化剂的制备过程中，以纳米碳为载体周围吸附大量的纳米MnO2和RuO2粒子，使MnO2和RuO2稳定的包覆在载体表面，从而提高了催化剂的稳定性及活性；同时由于纳米碳被包覆，就减少了与Li2O2的接触，即减少了副反应的发生。从而提高了电池的能量效率及电池的循环特性。