[发明专利]一种水系锌离子电池用Mn2

说明书

本发明公开了一种制备水系锌离子电池用Mnsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;复合电极材料的方法。(1)将一定摩尔比的四水合氯化锰(MnClsubgt;2/subgt;·4Hsubgt;2/subgt;O)和蔗糖(Csubgt;12/subgt;Hsubgt;22/subgt;Osubgt;11/subgt;)混合并用去离子水在超声波辅助的条件下溶解完全；(2)直接将获得的混合溶液置于马弗炉中在600℃烧结3小时，即可获得Mnsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;复合电极材料。本发明方法十分简便、高效，制备条件易于控制，非常适用于大规模生产，且制备的Mnsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;复合材料作为水系锌离子电池正极材料具有较好的循环稳定性和倍率性能。

技术领域

本发明属于化学电源技术领域，具体涉及一种水系锌离子电池用Mn₂O₃/Mn₃O₄复合电极材料的制备方法。

背景技术

现如今，锂离子电池已成为人们生活中的必需品。然而，锂元素价格昂贵、储量有限，且有机电解液存在安全隐患，因此研究者将目光转向Na、K、Zn、Mg等价格相对低廉、储量丰富的水系金属离子电池。在这些水系金属离子电池中，水系锌离子电池因其锌负极具有较高的理论容量(820mAh/g)和较低的氧化电位(-0.76V vs.标准氢电极)而受到更多研究者的关注。与锌负极相匹配的正极材料主要有钒基氧化物、锰基氧化物、普鲁士蓝类似物等。其中，锰基氧化物因具有较高的能量密度和放电电压平台、资源丰富易得等优点备受青睐。锰基氧化物的制备方法有：水热法、沉淀法、KMnO₄还原法等，但大多数制备方法有着步骤复杂、条件要求苛刻、合成时间长、成本高等缺点。为此，本发明提出一种十分简单且高效的制备水系锌离子电池用Mn₂O₃/Mn₃O₄复合电极材料的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备水系锌离子电池用Mn₂O₃/Mn₃O₄复合电极材料的方法。

具体步骤为：

(1)按照Mn²⁺与蔗糖的摩尔比为1:(0.8～2)的比例分别称取四水合氯化锰(MnCl₂·4H₂O)和蔗糖(C₁₂H₂₂O₁₁)并混合，然后向混合物中加入少量的去离子水并利用超声波辅助使混合物完全溶解。

(2)将步骤(1)获得的混合溶液转移至坩埚中并置于马弗炉内，在空气气氛下以5℃/分钟的升温速率从室温加热至600℃，并在600℃下保温3小时，得到三氧化二锰/四氧化三锰(Mn₂O₃/Mn₃O₄)复合电极材料。

本发明方法十分简便、高效，制备条件易于控制，非常适用于大规模生产，且制备的Mn₂O₃/Mn₃O₄复合材料作为水系锌离子电池正极材料具有较好的循环稳定性和倍率性能。

附图说明

图1为实施例1～3制备的Mn₂O₃/Mn₃O₄复合电极材料的XRD图谱。

图2为实施例1制备的Mn₂O₃/Mn₃O₄复合电极材料的FESEM图。