[发明专利]MnO-Cr2O3-石墨烯复合材料的制备及在锂离子电池负极中的应用

摘要

本发明公开了MnO‑Cr₂O₃‑石墨烯复合材料的制备及在锂离子电池负极中的应用，复合材料的制备包括氧化石墨烯的合成和MnO‑Cr₂O₃‑石墨烯复合材料的制备这两个步骤。本发明提供的复合材料具有优异的倍率性能和优异的循环性能，即使在大电流下循环材料亦能保持良好的结构稳定性。本发明复合材料的这些优点可能与制备方法中高锰酸钾和重铬酸钾的重量份之比有关，二者的重量份之比为4～6:1时，所制备的复合材料性能最优。

主权项

一种MnO‑Cr₂O₃‑石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，氧化石墨烯的合成：取0.5g膨胀石墨与60ml浓硫酸搅拌混合，加入0.5g硝酸钠，并缓慢加入3g高锰酸钾和重铬酸钾的混合物，搅拌过夜；去除溶液上层漂浮的未反应的膨胀石墨，将混合溶液倒入240ml三蒸水中搅拌，待烧杯冷却后，加入10ml质量分数为30％的双氧水，得到亮黄色的氧化石墨烯溶液；离心并用三蒸水洗涤4～5次，得到棕黄色的氧化石墨烯溶胶；其中，所述高锰酸钾和重铬酸钾的重量份之比为4～6:1；步骤S2，MnO‑Cr₂O₃‑石墨烯复合材料的制备：取0.5g聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123溶于100ml水中，剧烈搅拌至产生大量泡沫后，加入1g步骤S1制备的氧化石墨烯溶胶，搅拌30min后将得到的黄色氧化石墨烯溶液转入80℃水浴中；随后，向氧化石墨烯溶液中加入6ml质量分数为50％的硝酸锰溶液和3g高锰酸钾，反应10min后，加入0.5g吡咯；以上混合物80℃水浴中反应12h后经抽滤、洗涤、烘干得到前驱体；将前驱体转入N₂气氛管式炉中，1000℃煅烧2h，即得到最终产物。