[发明专利]碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料、其制备方法、钾离子电池用正极材料

权利要求书

1.一种碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料，其特征在于：含有碳纳米管，附着在所述碳纳米管表面的普鲁士蓝、以及，将所述普鲁士蓝互相联接的聚苯胺。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料，其中，所述普鲁士蓝为尺寸20～100nm的片状结构，所述碳纳米管为直径10～50nm的多壁碳纳米管，所述聚苯胺为厚度100～200nm、尺寸500nm～1μm的片层结构。

3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料，其中，所述碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的可逆容量在0.2C下为140～160mAh/g，在2C下为90～100mAh/g。

4.一种权利要求1～3的任一项所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下工序：

反应液A配制工序：将可溶性二价锰盐、柠檬酸钾溶解在去离子水中，接着加入N-甲基吡咯烷酮、聚苯胺，分散均匀形成反应液A；

反应液B配制工序：在亚铁氰化钾水溶液中加入甲醇、碳纳米管的N,N-二甲基乙酰胺溶液，分散均匀形成反应液B；

共沉积工序：将所述反应液B与所述反应液A混合并加热进行共沉积，生成碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料。

5.根据权利要求4所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法，其还包括下述工序：

改性工序：将所述共沉积工序得到的所述碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料在5-磺基水杨酸二水合物中冰浴处理进行改性，然后用去离子水洗涤并干燥，所述5-磺基水杨酸二水合物的浓度为0.1～0.5g/mL。

6.根据权利要求4所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法，所述反应液A配制工序中，所述柠檬酸钾的浓度为0.1～0.3mmol/mL，所述可溶性二价锰盐为MnCl₂，MnCl₂与所述N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为0.1～0.5:10，加入的聚苯胺的合计浓度为1.0～5.0mg/mL。

7.根据权利要求4或5所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法，其中，所述反应液B配制工序中，所述亚铁氰化钾水溶液的亚铁氰化钾的浓度为0.10～0.50mmol/mL，

加入的甲醇与亚铁氰化钾水溶液的体积比为1:1～2，碳纳米管与亚铁氰化钾的质量比为0.5～5:1000，所述碳纳米管的N,N-二甲基乙酰胺溶液中碳纳米管浓度为0.1～0.5mg/mL。

8.根据权利要求4或5所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法，其中，所述共沉积工序中，反应温度为80～90℃，所述反应液A与所述反应液B的体积比为1～4:1。

9.一种钾离子电池用正极材料，包含权利要求1～3的任一项所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料，或者根据权利要求4～8的任一项所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法得到的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料。

10.一种钾离子电池，包含权利要求9所述的钾离子电池用正极材料。

11.权利要求1～3的任一项所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料，或者根据权利要求4～8的任一项所述的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料的制备方法得到的碳纳米管-聚苯胺-普鲁士蓝复合材料在制备钾离子电池用正极材料中的用途。