多孔Co 3 O 4 纳米纤维用于锂-空气电池高性能正极催化剂

采用静电纺丝技术结合高温煅烧方法，以乙酰丙酮钴(Co(C5H7O2)3)为前驱物，制备了由Co3O4纳米颗粒组成的多孔纳米纤维(Co3O4 NFs)，其比表面积高达83 m2·g−1，并将制得的多孔Co3O4 NFs用于锂-空气电池催化剂。多孔Co3O4 NFs为电池反应提供了充足的活性位点及反应物的传输通道，有利于电池反应的顺利进行，使电池的放电容量得到极大地提高。另外，Co3O4催化剂的加入提高了电极的催化活性，较大程度降低了电池的过电位。值得注意的是，Co3O4催化剂的加入同时调控了锂-空气电池放电产物Li2O2的形貌，得到的放电产物Li2O2尺寸更小，在电极表面分布更为均匀，该形态的Li2O2在充电过程中更容易被分解，有利于提高电池的充电效率，同时电极的体积效应也可得到极大缓解。得益于以上优势，基于多孔Co3O4 NFs/炭黑Super P (Co3O4 NFs/SP)正极的锂-空气电池的电化学性能得到较大提高，50 mA·g−1电流密度下Co3O4 NFs/SP的放电容量高达10600 mA·h·g−1，电池可实现100次的充放电循环。