[发明专利]一种氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰锌离子电池正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将高锰酸钾、盐酸按照质量比2:1溶解在适量去离子水中，搅拌20~30min后转入高压反应釜，置于150~180°C的烘箱中，连续反应12~24h，将混合溶液离心得到沉淀，再将沉淀用乙醇和去离子水交替离心洗涤3~4次，将所得产物在50~60°C下干燥得到黑色粉末；

（2）将步骤（1）所得产物和还原剂按质量比2:3混合，转入高压反应釜并放置于180~200°C的烘箱中，连续反应4~5h，将混合溶液离心得到沉淀，再将沉淀用乙醇和去离子水交替离心洗涤3~4次，将产物在50~60°C干燥得到黑色粉末，在氩气氛围中，以2~10°C/分钟的升温速率加热至500~600°C，并持续4~5h，待自然冷却至室温后，研磨均匀后获得三氧化二锰材料；

（3）将一定量的氧化石墨烯均匀分散在氨水中，将混合液转入高压反应釜并置于150~180°C的烘箱中，连续反应12~24h，将混合溶液离心得到沉淀，再将沉淀用乙醇和去离子水交替离心洗涤3~4次，将所得产物在50~60°C下干燥得到黑色粉末；

（4）将步骤（2）中所得的产物与步骤（3）中所得产物按质量比1:4溶解在N-N二甲基吡咯烷酮中，在超声波的作用下得到均一的悬浮液，进行抽滤，将产物在60-80°C真空干燥得到氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰复合材料；

（5）取步骤（4）中的粉末状产物、导电剂和粘合剂按照质量比8:1:1混合，滴入N-甲基吡咯烷酮，用球磨机研磨2～4h后，将混合浆料涂布在不锈钢箔上，真空条件下于80～110°C干燥10～14h，得到正极材料。

2.根据权利要求1所述，一种氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中还原剂为聚乙烯吡咯烷酮、硫脲或十六烷基三甲基溴化铵其中的一种。

3.根据权利要求1所述，一种氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中导电剂为乙炔黑、导电碳黑、石墨烯或碳纳米管中的至少一种。

4.根据权利要求1所述，一种氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中粘结剂为聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物或丁苯橡胶中的一种。

5.根据权利要求1所述，一种氮掺杂氧化石墨烯/三氧化二锰锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中氧化石墨烯的含量为2～4 wt%。