金屬有機骨架衍生物空氣電極制備及其鋰空氣電池性能.pdf

1、鋰空氣電池的能量密度極高，近幾年引起人們的廣泛關(guān)注。然而，緩慢的ORR（氧氣還原反應(yīng)）和OER（氧氣析出反應(yīng)）使得空氣電極存在較高的充放電過電勢，從而降低了鋰空氣電池的電池性能。研發(fā)高效低成本的ORR/OER催化劑及基于它們的空氣電極對推動鋰空氣電池的發(fā)展具有重要意義。
　　在本文中，先用水熱法制得MOFs前驅(qū)體，然后通過高溫煅燒將其復合得MOFs衍生的介孔催化劑ZnCo2O4-ZIF-67系列。在這些催化劑中，ZnCo2O4-Z

2、IF-67-700-2表現(xiàn)出最好的ORR/OER雙功能催化活性。在OER中，0.8V時的電流密度為30.02mA·cm-1，它的OER活性最高。ORR起始電壓、半波電勢和Tafel曲線斜率分別為-0.03V，-0.11V，-30.47mV·dec-1。ZnCo2O4-ZIF-67-700-2在該系列樣品中表現(xiàn)出最好的空氣電極性能:2.55V的首次放電平臺，57.9％的電池效率（E放電/E充電），5778mAh·g-1的首次放電容量以及較

3、高的電池循環(huán)性能。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該樣品具有很高的比表面積、較大孔徑，以及較高電化學活性比表面積。這些因素都有利于提高電化學性能和鋰空氣電池性能。
　　在MOF(Co/Zn/Fe)系列中，MOF（Co/Zn/Fe）-600-2的氧氣析出/還原反應(yīng)的催化活性和穩(wěn)定性最好，鋰空氣電池性能最高。在OER中，0.8V時的電流密度達到了36.7mAcm-2。它的ORR起始電壓、半波電勢和Tafel曲線斜率分別為-0.092V,-0.179V