[发明专利]一种基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）裁取尺寸合适的空碳布，并进行预处理；

（2）在室温条件下，按配比将金属盐、锰盐、尿素加入去离子水中，搅拌至固体完全溶解，得到混合溶液；所述的金属盐为可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铜盐、可溶性锂盐、可溶性锌盐中的任意一种；所述的金属盐与锰盐的摩尔比为（1：10)～(4：1）；所述混合溶液中锰盐的浓度为0.025～0.25mol/L，尿素的浓度为0.2～1.25mol/L；

（3）将步骤（2）所得混合溶液转移到反应釜内胆中，并将步骤（1）中预处理好的碳布固定垂直放入装有所述混合溶液的反应釜内胆中；

（4）将反应釜内胆置于反应釜中，然后将反应釜置入干燥箱中进行一步水热反应；反应结束后，将反应釜取出，冷却至室温，再将反应釜内的碳布取出，清洗，干燥，最终获得所述的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料；其中：当所述金属盐为可溶性镍盐时，干燥箱的温度具体设置为160℃，反应时间设置为16h，制备得到的Ni-MnCO₃/CC为片状；当所述金属盐为可溶性钴盐时，干燥箱的温度具体设置为160℃，反应时间设置为24h，制备得到的Co-MnCO₃/CC为凝固块状；当所述金属盐为可溶性铜盐时，干燥箱的温度具体设置为180℃，反应时间设置为16h，制备得到的Cu-MnCO₃/CC为由片状堆积而成的块状；当所述金属盐为可溶性锂盐时，干燥箱的温度具体设置为100℃，反应时间设置为16h，制备得到的Li-MnCO₃/CC为花瓣型块状；当所述金属盐为可溶性锌盐时，干燥箱的温度具体设置为180℃，反应时间设置为16h，制备得到的Zn-MnCO₃/CC为无棱角的块状。

2.根据权利要求1所述的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述锰盐所含阴离子与金属盐所含的阴离子种类相同。

3.根据权利要求1所述的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料的制备方法，其特征在于：所述可溶性镍盐为乙酸镍、硫酸镍或氯化镍中的任意一种；所述可溶性钴盐为乙酸钴、硫酸钴或氯化钴中的任意一种；所述可溶性铜盐为乙酸铜、硫酸铜或氯化铜中的任意一种；所述可溶性锂盐为乙酸锂、硫酸锂或氯化锂中的任意一种；所述可溶性锌盐为乙酸锌、硫酸锌或氯化锌中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的锰盐为乙酸锰、硫酸锰、氯化锰中的任意一种。

5.权利要求1～4任一项所述的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料的制备方法制备得到的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料。

6.权利要求1～4任一项所述方法制备得到的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料作为阴极材料在锌离子电池中的应用。

7.一种锌离子电池阴极材料，其特征在于：所述阴极材料为权利要求1～4任一项所述方法制备得到的基于碳布生长的金属掺杂碳酸锰电极材料。