[发明专利]三元纳米片@碳纳米管正极材料的制备方法及其产品和应用

权利要求书

1.一种三元纳米片@碳纳米管正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

1）将锰盐和尿素溶于混合溶剂乙二醇-去离子水中，其中，锰盐和尿素的摩尔量比1:（3-5）,乙二醇和去离子水的体积比为（1-3）:1，得混合液A；

2）将空心碳管骨架加入上述溶液中,超声分散20-30 min，得悬浮液B；

3）将悬浮液B置于100 mL反应釜中，180-220 ℃反应18-24 h后，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂洗涤3-5次，在100-120 ℃真空烘箱过夜干燥，得二氧化锰纳米簇@碳纳米管；

4）将可溶性锂盐、镍盐、钴盐和上述二氧化锰纳米簇@碳纳米管溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液，其中，可溶性锂盐、镍盐、钴盐和上述二氧化锰纳米簇@碳纳米管的摩尔比为1：（1-x-y）：x：y，其中0x1,0y1，超声分散；

5）将上述悬浮液中加入40-60 mg盐酸多巴胺，磁力搅拌12-24 h得混合物；

6）将上述混合物在含有3-5%氢气体积的氩气气氛中400-500 ℃煅烧2-3 h，得三元纳米片@碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的三元纳米片@碳纳米管正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述锰盐是乙酸锰、柠檬酸锰或硝酸锰中的一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的三元纳米片@碳纳米管正极材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所述有机溶剂是乙醇或丙酮中的一种或其组合。

4.根据权利要求1所述的三元纳米片@碳纳米管正极材料及制备方法，其特征在于，步骤5）所述锂盐是乙酸锂、硝酸锂或柠檬酸锂中的一种或其组合；镍盐是乙酸镍、硝酸镍或柠檬酸镍中的一种或其组合；钴盐是乙酸钴、硝酸钴或柠檬酸钴中的一种或其组合。

5.根据权利要求1至4任一项所述的三元纳米片@碳纳米管正极材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤制备：

1）将锰盐硝酸锰和尿素溶于混合溶剂乙二醇-去离子水中，其中，锰盐和尿素的摩尔量比1: 3,乙二醇和去离子水的体积比为1:1，得混合液A；

2）将空心碳管骨架加入上述混合液A中,超声分散30 min，得悬浮液B；

3）将悬浮液B置于100 mL反应釜中，180℃反应24 h后，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂乙醇洗涤3次，在120 ℃真空烘箱过夜干燥，得二氧化锰纳米簇@碳纳米管；

4）将可溶性锂盐硝酸锂、镍盐硝酸镍、钴盐硝酸钴和上述二氧化锰纳米簇@碳纳米管溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液，其中，可溶性锂盐、镍盐、钴盐和二氧化锰纳米簇@碳纳米管的摩尔比为1 mmol：0.333 mmol：0.333：0.333 mmol，超声分散，得悬浮液；

5）将上述悬浮液中加入40 mg盐酸多巴胺，磁力搅拌12h得混合物；

6）将上述混合物在体积含量5%氢气的氩气气氛中500 ℃煅烧2 h，得三元纳米片@碳纳米管。

6.根据权利要求1至4任一项所述的三元纳米片@碳纳米管正极材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤制备：

1）将锰盐乙酸锰和尿素溶于混合溶剂乙二醇-去离子水中，其中，锰盐和尿素的摩尔量比1:4,乙二醇和去离子水的体积比为2:1，得混合液A；

2）将空心碳管骨架加入上述混合液A中,超声分散30 min，得悬浮液B；

3）将悬浮液B置于100 mL反应釜中，200 ℃反应24 h后，冷却至室温，用去离子水和有机溶剂丙酮洗涤5次，在120 ℃真空烘箱过夜干燥，得二氧化锰纳米簇@碳纳米管；

4）将可溶性锂盐乙酸锂、镍盐乙酸镍、钴盐乙酸钴和上述二氧化锰纳米簇@碳纳米管溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液，其中，可溶性锂盐、镍盐、钴盐和上述二氧化锰纳米簇@碳纳米管的摩尔比为1 mmol：0.5 mmol：0.3 mmol：0.2 mmol，超声分散得到悬浮液；

5）将上述悬浮液中加入60 mg盐酸多巴胺，磁力搅拌12h得混合物；

6）将上述混合物在含有3%氢气体积的氩气气氛中450 ℃煅烧3 h，得三元纳米片@碳纳米管。