[发明专利]四氧化三锰/炭黑复合电极材料及其制备方法以及超级电容器有效
| 申请号： | 201610016885.3 | 申请日： | 2016-01-11 |
| 公开（公告）号： | CN105489393B | 公开（公告）日： | 2018-10-02 |
| 发明（设计）人： | 安军伟;徐盛明;李林艳 | 申请（专利权）人： | 清华大学 |
| 主分类号： | H01G11/32 | 分类号： | H01G11/32;H01G11/46;H01G11/86 |
| 代理公司： | 深圳市鼎言知识产权代理有限公司 44311 | 代理人： | 王赛 |
| 地址： | 100084 北京市*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 四氧化三锰颗粒 复合电极材料 炭黑 超级电容器 四氧化三锰 炭黑颗粒 制备 正方体形状 边长 承载 | ||
1.一种四氧化三锰/炭黑复合电极材料，其特征在于，包括直径为10nm～50nm的炭黑颗粒和正方体形状且边长为10nm～15nm的四氧化三锰颗粒，该四氧化三锰颗粒承载在炭黑颗粒表面；该四氧化三锰/炭黑复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将锰源、油酸及油胺混合溶解在二甲苯中形成溶液；
2)在该溶液中加均匀分散炭黑颗粒，得到一混合物；
3)将该混合物进行两步加热反应，首先将该混合物搅拌并加热至第一温度35℃～45℃，再将该混合物搅拌并加热至第二温度85℃～95℃，在该第二温度向该混合物中加入去离子水并搅拌，然后在该第二温度静置1小时～5小时，得到产物溶液，该产物溶液中生成有四氧化三锰颗粒/炭黑复合物；
4)将该产物溶液降温至室温，在室温的产物溶液中加入乙醇并静置1小时～5小时，然后过滤得到粗产物；以及
5)洗涤该粗产物，并干燥，得到四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料。
2.如权利要求1所述的四氧化三锰/炭黑复合电极材料，其特征在于，该四氧化三锰颗粒原位生长在该炭黑颗粒表面。
3.如权利要求1所述的四氧化三锰/炭黑复合电极材料，其特征在于，该四氧化三锰颗粒与该炭黑颗粒通过化学键连接。
4.如权利要求1所述的四氧化三锰/炭黑复合电极材料，其特征在于，该四氧化三锰颗粒与炭黑颗粒的质量比为10∶1～130∶1。
5.如权利要求1所述的四氧化三锰/炭黑复合电极材料，其特征在于，该四氧化三锰颗粒与炭黑颗粒的质量比为15∶1～50∶1。
6.一种四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将锰源、油酸及油胺混合溶解在二甲苯中形成溶液；
2)在该溶液中加均匀分散炭黑颗粒，得到一混合物；
3)将该混合物进行两步加热反应，首先将该混合物搅拌并加热至第一温度35℃～45℃，再将该混合物搅拌并加热至第二温度85℃～95℃，在该第二温度向该混合物中加入去离子水并搅拌，然后在该第二温度静置1小时～5小时，得到产物溶液，该产物溶液中生成有四氧化三锰颗粒/炭黑复合物；
4)将该产物溶液降温至室温，在室温的产物溶液中加入乙醇并静置1小时～5小时，然后过滤得到粗产物；以及
5)洗涤该粗产物，并干燥，得到四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料。
7.如权利要求6所述的四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料的制备方法，其特征在于，该锰源为醋酸锰和硫酸锰中的至少一种。
8.如权利要求6所述的四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料的制备方法，其特征在于，在该步骤3)中将该混合物从该第一温度升温至第二温度的升温速度为每10分钟～15分钟升温5℃～10℃。
9.如权利要求6所述的四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料的制备方法，其特征在于，该锰源中Mn的摩尔量与去离子水的体积的比例为0.5～2。
10.一种超级电容器，其特征在于，包括采用如权利要求1～5中任意一项所述的四氧化三锰颗粒/炭黑复合电极材料的电极。
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