[发明专利]一种锰酸锌/银复合材料的制备方法

说明书

一种锰酸锌/银复合材料的制备方法，涉及复合材料的制备方法。将硝酸锌、硝酸锰和硝酸银溶于水中，搅拌后，得溶液A；将草酸溶于无水乙醇中，搅拌后，得溶液B；将溶液A加入溶液B中，搅拌后，得溶液C；将溶液C离心分离出沉淀，分别用乙醇和水清洗，将沉淀干燥，再将干燥得到的沉淀放入管式炉中煅烧，得锰酸锌/银复合材料。锰酸锌/银复合材料由锰酸锌与银的前驱体原位生长复合在一起，经煅烧后直接生成锰酸锌与银均匀分布的复合材料，明显区别于锰酸锌与银直接物理混合而形成的复合材料，锰酸锌与银的均匀复合能有效的提高锰酸锌材料的导电性。不需要特殊的工艺装置，共沉淀方法简单，能够快速大批量制备。

技术领域

本发明涉及复合材料的制备方法，尤其是涉及采用共沉淀法制备锂离子电池负极材料锰酸锌/银复合材料的一种锰酸锌/银复合材料的制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展，不断增长的市场迫切要求具有更高能量密度的锂离子电池。然而商业化的锂离子电池石墨负极尽管具有充放电过程中体积变化小等优点，但其理论容量仅为372mA·h/g，远远达不到市场的需求。因此寻求高性能、低成本和制备简易的锂离子电池负极材料成为科研工作者研究的方向与动力。

目前，常用的锂离子电池负极材料有碳材料、合金材料和氧化物材料，其中氧化物材料占了很大一部分，是较有前途的负极材料。在氧化物材料的基础上，人们又发展了双金属氧化物材料。双金属氧化物在充放电过程中往往会发生几个化学反应过程，由于金属本身性质的影响，这些反应在不同电位下发生，能够在一定程度上减缓电极材料在充放电过程中的体积变化。

双金属氧化物锰酸锌由于其低的放电电压平台、低成本和环境友好等优点，备受人们的关注(Xiaobin Zhong,Xiaoxiao Wang,Huiyuan Wang,Zhizheng Yang,YuxiongJiang,Jianfeng Li and Zhongqun Tian.Ultrahigh-performance mesoporousZnMn₂O₄microspheres as anode materials for lithium-ion batteries and their insitu Raman investigation.Nano Research,2018,11,3814–3823)。但是，锰酸锌在充放电循环过程中，体积的收缩和膨胀仍然是不可避免的，这会导致电极材料的破坏，减少了电池的循环寿命。为了改善锰酸锌的电化学性能，研究者进行了大量的研究工作，主要集中在合成纤细的纳米粒子和在粒子表面进行碳包覆而后形成复合材料等。

发明内容

本发明的目的是针对现有的锰酸锌/银复合材料存在充放电循环能力较差的问题，提供成本低廉、工艺简单、制备的锰酸锌/银复合材料电化学性能优良，通过掺杂银提高锰酸锌充放电循环能力的一种锰酸锌/银复合材料的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)将硝酸锌、硝酸锰和硝酸银溶于水中，搅拌后，得溶液A；

在步骤1)中，所述水可采用去离子水；所述硝酸锌、硝酸锰、硝酸银和水的配比可为：(0.01～10g)︰(0.02～20g)︰(0.01～1g)︰(10～100mL)，优选：(0.02～9.8g)︰(0.02～19.8g)︰(0.02～0.98g)︰(12～90mL)，其中，硝酸锌、硝酸锰、硝酸银以质量计算，水以体积计算；所述搅拌的时间可为5～30min；所述硝酸锌可以用醋酸锌替代，硝酸锰可以用醋酸锰替代，其原料物质量不变。

2)将草酸溶于无水乙醇中，搅拌后，得溶液B；

在步骤2)中，所述草酸和无水乙醇的配比可为：(5～20g)︰(10～100mL)，其中，草酸以质量计算，无水乙醇以体积计算；所述搅拌的时间可为5～30min；所述草酸可以用甲酸和丙酸中的一种替代，其原料物质量不变；所述乙醇可以用甲醇和丙醇中的一种替代，其原料物质量不变。