专利示意图

一、技术领域

电化学技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202311194878.9

发明人：吕伟、贺艳兵、曹鲁杰

2.专利说明书摘要

一种碳负载CeO2/Co异质结活性位点电催化剂的制备方法，包括如下步骤：第一步：制备含有Zn2+、Co2+和Ce2+的壳聚糖水凝胶；第二步：使用所述壳聚糖水凝胶制备固体的CeO2/Co活性位点电催化剂前驱体；第三步：对所述CeO2/Co活性位点电催化剂前驱体进行热处理，冷却后得到碳负载CeO2/Co异质结活性位点电催化剂。将获得的碳负载CeO2/Co异质结活性位点电催化剂应用在锂硫电池正极中作为催化剂，异质结实现对多硫化合物的吸附和催化，可以极大地减少多硫化锂的穿梭效应；同时，碳骨架的存在可以增加电子与离子的传输通道提高导电性。将其应用于锂硫电池可以改善硫的利用率、提高库伦效率、增强电池的循环稳定性。

3.创新点

可用于锂硫电池正极的碳负载CeO2/Co异质结活性位点电催化剂及其制备方法，构建CeO2/Co异质结，利用通过冷冻干燥后的水凝胶在热处理过程中Zn2+挥发形成空位，Co2+和Ce2+扩散至空位结合，由于不同的金属性，Co2+和Ce2+在壳聚糖分子中氧存在下原位形成CeO2/Co异质结活性中心。这种CeO2/Co异质结在锂硫电池中，金属氧化物CeO2提供对多硫化物的强吸附作用，金属Co提供多硫化物之间的强催化转化作用，碳骨架同时提供了导电性和对多硫化物的吸附作用。

4.痛点问题

本发明所述碳负载CeO2/Co异质结活性位点电催化剂、制备方法及其应用，其制备简单；解决了异质结催化剂制备步骤复杂化的问题。将该异质结催化剂用于锂硫电池正极催化剂，可有效实现多硫化物间的相互转化。

5.技术优势

（1）制备过程简单可规模化；

（2）原材料来源经济；

（3）有效提升硫正极利用率。

三、产业化信息

1.应用场景

用于制备高性能锂硫电池，有望应用于锂电池制造厂商和手机等消费电子行业等。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，尤其对于应用高能量密度电池的领域：

（1）本发明涉及的异质结可以简便地大规模制备；

（2）本发明涉及的异质结所用原材料壳聚糖是生物高分子，成本低廉；

（3）本发明应用的锂硫电池正极催化剂有效实验多硫化物之间转化，增加硫的利用率。

3.发展规划

（1）实现锂硫电池产业化用异质结正极催化剂的规模化制备；

（2）实现应用该异质结催化剂的高性能锂硫电池的生产。

4.合作方式

面议

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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn