[发明专利]管状结构的复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种管状结构的复合材料，其特征在于，由呈管状结构的xLi₂MnO₃·(1-x)Li₄Mn₅O₁₂组成，其中，0.3≤x≤0.7。

2.根据权利要求1所述的管状结构的复合材料，其特征在于，所述的管状结构的xLi₂MnO₃·(1-x)Li₄Mn₅O₁₂的尺寸为微纳米级。

3.根据权利要求2所述的管状结构的复合材料，其特征在于，所述的管状结构的xLi₂MnO₃·(1-x)Li₄Mn₅O₁₂的长度为1微米～4微米，外径为300纳米～500纳米，壁厚为50纳米～200纳米。

4.根据权利要求1、2或3所述的管状结构的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将二价锰盐或二价锰盐的结晶水合物溶于去离子水中，得到Mn²⁺浓度为0.02mol/L～0.2mol/L的溶液；

2）在步骤1）的溶液中加入KClO₃，密封后升温至170℃～260℃，反应12小时～60小时后冷却，收集固体产物，经去离子水和无水乙醇交替反复洗涤，干燥，得到管状结构的β-MnO₂；

3）将步骤2）中管状结构的β-MnO₂与含Li的物质按目标产物xLi₂MnO₃·(1-x)Li₄Mn₅O₁₂中Mn和Li的化学计量比混合均匀，以2℃/min～3℃/min的速率缓慢升温至400℃～800℃并保温5小时～24小时，冷却，获得最终产物管状结构的xLi₂MnO₃·(1-x)Li₄Mn₅O₁₂复合材料；

所述的含Li的物质选用LiOH·H₂O、锂盐或锂盐的结晶水合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的二价锰盐为MnSO₄，所述的二价锰盐的结晶水合物为MnSO₄·H₂O。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的KClO₃的摩尔加入量为Mn²⁺摩尔量的3倍～10倍。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的锂盐为碳酸锂、硝酸锂、草酸锂或醋酸锂。

8.根据权利要求1、2或3所述的管状结构的复合材料在用作或制备锂离子电池正极材料中的应用。