[发明专利]一种多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法及其在锂电池中的应用

权利要求书

1.一种多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a1)在20-25℃温度环境下，将均苯三甲酸的乙醇与水的混合溶液滴入到四水乙酸锰与聚乙烯吡咯烷酮的乙醇与水的混合溶液中，搅拌均匀后静置20-30小时，离心分离，获得前驱物Mn-BTC微米球；

(a2)将所述前驱物Mn-BTC微米球置于管式坩埚炉中，在惰性气体中以7-13℃/min的速率升温到500-700℃，然后在此温度下煅烧1-3小时，自然冷却至20-25℃后，得到多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料。

2.根据权利要求1所述的多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(a1)中，所述均苯三甲酸的乙醇与水的混合溶液的浓度为80-100mg/mL，所述四水乙酸锰与聚乙烯吡咯烷酮的乙醇与水的混合溶液中四水乙酸锰与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5-8，所述均苯三甲酸的乙醇与水的混合溶液与所述四水乙酸锰与聚乙烯吡咯烷酮的乙醇与水的混合溶液的体积比为1:1。

3.根据权利要求1所述的多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(a1)的所述均苯三甲酸的乙醇与水的混合溶液和所述四水乙酸锰与聚乙烯吡咯烷酮的乙醇与水的混合溶液中，乙醇与水的体积比均为1:1。

4.根据权利要求1所述的多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤(a2)中，所述惰性气体为氮气。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法所制备的多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料在锂电池中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用通过以下步骤实现：

(b1)将所述多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料、乙炔黑及聚偏氟乙烯混合制成泥浆状物质，将所述泥浆状物质均匀涂在铜箔上，在70-90℃的烘箱中烘干后，将铜箔剪成直径为10-15mm的圆片，即为负载有多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的电极片；

(b2)以所述负载有多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的电极片为正极，以直径为10-15mm的圆形金属锂片为负极，以由碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯混合构成的、含浓度为1mol/L的六氟磷酸锂的混合溶液为电解液，以直径为12-17mm的圆形聚丙烯薄膜为隔膜，在氩气氛围保护的手套箱里组装成纽扣半电池；

(b3)对所述纽扣半电池进行充放电性能测试。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述步骤(b1)中，所述多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料、乙炔黑与聚偏氟乙烯的质量比为6-8:1-3:1-3。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述步骤(b2)中，所述碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的质量比为1:1。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述步骤(b2)中，所述负载有多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的电极片的直径与所述圆形金属锂片的直径相等，且小于所述圆形聚丙烯薄膜的直径。

10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在所述步骤(b3)中，所述充放电性能测试方法为：将所述纽扣半电池于100mA/g的电流密度下，充电放电循环40-60次，观察其放电容量变化情况；将所述纽扣半电池于1000mA/g的电流密度下，充电放电循环800-1000次，观察其放电容量变化情况；将所述纽扣半电池于100mA/g、200mA/g、400mA/g、800mA/g、1000mA/g的电流密度下，进行充电放电循环测试。