КАТОДЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ АЭРОГЕЛЕЙ ДЛЯ ЛИТИЙ-ВОЗДУШНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

1. Катод в литий-воздушной/кислородной или цинк-воздушной/кислородной батарее, причем катод содержит нанопористый углеродный материал, причем нанопористый углеродный материал имеет пористую структуру, содержащую волокнистую морфологию и множество пор, которые окружают частицы пероксида лития.
2. Нанопористый углеродный катод для литий-воздушной/кислородной или цинк-воздушной/кислородной батареи, причем нанопористый углеродный катод имеет:
пористую структуру, содержащую волокнистую морфологию с по существу однородным распределением пор по размерам, где поры вмещают образование частиц пероксида лития;
модуль упругости по меньшей мере приблизительно 0,2 ГПа и
3
3
плотность от приблизительно 0,10 г/см до приблизительно 1,5 г/см.
3. Нанопористый углеродный катод для литий-воздушной/кислородной или цинк-воздушной/кислородной батареи, причем нанопористый углеродный катод имеет:
пористую структуру, содержащую волокнистую морфологию с по существу однородным распределением пор по размерам, где поры вмещают образование частиц пероксида лития;
электропроводность по меньшей мере приблизительно 1 См/см и
3
3
плотность от приблизительно 0,10 г/см до приблизительно 1,5 г/см.
4. Нанопористый углеродный материал по п. 1 или 2, причем углеродный материал имеет электропроводность по меньшей мере приблизительно 1 См/см.
5. Нанопористый углеродный материал по п. 1 или 3, причем углеродный материал имеет модуль упругости по меньшей мере приблизительно 0,2 ГПа.
6. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-5, причем нанопористый углеродный материал содержит углеродный аэрогель.
7. Нанопористый углеродный материал по п. 6, причем углеродный материал содержит полученный из полиимида углеродный аэрогель.
8. Нанопористый углеродный материал по п. 6 или 7, причем углеродный аэрогель находится в виде монолита или порошка.
9. Нанопористый углеродный материал по п. 8, в котором монолитный углеродный аэрогель по существу или полностью не содержит связующее.
10. Нанопористый углеродный материал по п. 6 или 7, в котором монолитный углеродный аэрогель имеет толщину от приблизительно 10 мкм до приблизительно 1000 мкм.
11. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-10, в котором пористая структура характеризуется порами, окружающими частицы пероксида лития.
12. Нанопористый углеродный материал по п. 11, в котором поры образуют взаимосвязанные структуры вокруг частиц пероксида лития, характеризующиеся множеством точек соединения между частицами пероксида лития и стенками пор каждой поры, которой окружены частицы пероксида лития.
13. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-12, в котором катод содержит приблизительно 5-90% частиц пероксида лития по массе углеродного материала.
3
14. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-13, причем углеродный материал имеет объем пор по меньшей мере 0,3 см/г.
15. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-14, причем углеродный материал имеет пористость от приблизительно 10% до приблизительно 90%.
16. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-15, причем углеродный материал имеет емкость по меньшей мере приблизительно 800 мАч/г.
17. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-16, в котором пористая структура содержит полную ширину при половине максимума приблизительно 50 нм или менее.
18. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-17, в котором пористая структура содержит размер пор при максимальном пике из распределения приблизительно 100 нм или менее.
19. Нанопористый углеродный материал по любому из пп. 1-18, в котором волокнистая морфология нанопористого углеродного материала содержит среднюю ширину поперечины приблизительно 2-10 нм.
20. Композит монолитного полученного из полиимида углеродного аэрогеля, образованный из нанопористого углеродного материала, причем композит не содержит связующие, и причем частицы пероксида лития расположены на поверхности или в порах композита монолитного полученного из полиимида углеродного аэрогеля, причем композит углеродного аэрогеля образует катод в литий-воздушной/кислородной или цинк-воздушной/кислородной батарее.
21. Взаимосвязанный материал катода без снимателя и без связующего для литий-воздушной/кислородной или цинк-воздушной/кислородной батареи, содержащий монолитный, полученный из полиимида нанопористый углеродный аэрогель с открытыми порами, имеющий волокнистую сеть и множество пор; и частицы пероксида лития, расположенные на поверхности или в порах углеродного аэрогеля.
22. Электрохимический элемент, содержащий нанопористый углеродный материал или углеродный аэрогель по любому из пп. 1-21.
23. Литий-воздушная/кислородная или цинк-воздушная/кислородная батарея, содержащая нанопористый углеродный материал или углеродный аэрогель по любому из пп. 1-21.
24. Литий-воздушная/кислородная или цинк-воздушная/кислородная батарея, содержащая электрохимический элемент по п. 22.