[发明专利]锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料及制备和应用

权利要求书

1.一种锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料，其特征在于：

锰取代氢氧化镍晶格中部分镍的位置得到锰掺杂氢氧化镍；所述还原氧化石墨烯包覆在锰掺杂氢氧化镍纳米片表面，得到锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料，即复合材料；

所述锰掺杂氢氧化镍中锰元素与镍元素的原子比为0.01:1～0.25:1(优选0.05:1～0.15:1,质量比为0.0093:1～0.2339:1)；所述还原氧化石墨烯占复合材料总质量的5％～25％(优选10％～20％)。

2.根据权利要求1所述锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料，其特征在于：所述氢氧化镍的晶型为β型；

通过水热合成法使锰取代氢氧化镍晶格中部分镍的位置得到锰掺杂氢氧化镍。

3.根据权利要求1所述锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料，其特征在于：复合材料中锰掺杂氢氧化镍纳米片的粒径为60～100(优选70～80)纳米，并且表面被还原氧化石墨烯包覆。

4.按照权利要求1所述锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料，其特征在于：表面包覆的还原氧化石墨烯的厚度为5-8纳米。

5.一种权利要求1-4任一所述锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料的制备方法，其特征在于：

将硫酸镍和硫酸锰溶解在水中并搅拌均匀，同时添加氢氧化钠和氨水搅拌均匀后加入氧化石墨，将混合物超声处理，之后将所得混合物转移到反应釜中进行水热反应；之后冷却到室温后，使用去离子水离心洗涤3次以上，然后使用真空干燥箱进行干燥，最终得到锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料；

所述使用的硫酸镍和硫酸锰的质量比为1:0.006～1:0.215；硫酸镍和氢氧化钠的质量比为1:0.3～1:0.5；硫酸镍和氨水的质量比为1:0.05～1:0.1；硫酸镍和氧化石墨的质量比为1:0.03～1:0.1；硫酸镍在水里的浓度为35mg/mL～60mg/mL。

6.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述超声处理时间为5～15Min；水热反应温度为120℃～200℃，反应时间为1～8h。

7.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：氨水的质量浓度25％。

8.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述真空干燥温度为60～80℃，干燥时间为8～12h。

9.一种权利要求1-4任一所述锰掺杂氢氧化镍复合还原氧化石墨烯材料作为正极活性材料在锌镍二次电池负极中的应用。

10.按照权利要求9所述的应用，其特征在于：

锌镍二次电池正极电极材料包括质量比8：1：1～7:1.5:1.5的锰掺杂氢氧化镍复合石墨烯材料、导电碳黑和粘结剂聚偏二氟乙烯。