[发明专利]一种天然石墨与MnO复合高性能电极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种天然石墨与MnO复合高性能电极材料及其制备方法。该方法利用KMnO4溶液与天然石墨反应，生成MnO2与天然石墨的混合物，生成的MnO2部分进入天然石墨形成插层结构，部分沉积在天然石墨表面，然后在惰性气氛围下煅烧，利用天然石墨的还原性能将MnO2还原成MnO，形成天然石墨与MnO的复合材料。该制备方法中，天然石墨既作为主体材料又作为还原剂，简化了工艺，且得到性能优异的复合材料。层间MnO相支撑天然石墨间层而不坍塌，扩大了天然石墨的层间距，有利于锂离子的快速脱嵌，且不影响天然石墨的结构，有利于提升天然石墨复合电极材料的循环性能；天然石墨表面沉积的MnO辅助提升容量。结合二者获得容量高、循环性能好的天然石墨复合电极材料。

主权项

一种天然石墨与MnO复合高性能电极材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将天然鳞片石墨进行球化处理至平均粒径D50 = 17μm；（2）将步骤（1）中的处理天然鳞片石墨加入KMnO4的水溶液中，搅拌成均匀的分散液；所述天然鳞片石墨与KMnO4的质量百分比为（70%~95%）：（5%~30%）；（3）将步骤（2）中的分散液加入到不锈钢反应釜中密闭，加热至160~180℃，保温10小时，冷却到室温后，抽滤，用去离子水洗至无色；（4）将步骤（3）所得产物真空50℃干燥5小时，然后在氩气气氛下500~700℃热处理10小时，得到天然石墨与MnO复合材料；（5）将步骤（4）得到的复合材料，在球磨机中球磨处理4小时，球磨机的频率为45Hz，过200目筛后，即得到天然石墨与MnO复合高性能电极材料。