[發明專利]一種氧化亞錳＠復合碳電極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610228625.2
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN105788886B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 陳海群;陳衛東;何光裕;王漢明;邱琪玲;邵國柱
• 申請（專利權）人: 常州大學;南通江海電容器股份有限公司
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/30;H01G11/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于復合電極材料制備領域，具體涉及一種氧化亞錳@復合碳電極材料的制備方法。具體步驟為：將蔗糖、銨鹽和錳鹽混合均勻放入坩堝并置于管式爐中，以惰性氣體作為保護氣氛，對混合物進行高溫煅燒，冷卻至室溫后，獲得氧化亞錳@復合碳電極材料。原料廉價易得，無需任何溶劑，工藝操作簡便，節約了生產成本，所制備的新型氧化亞錳@復合碳電極材料展現出了優異的電化學性能。

技術領域

本發明屬于復合電極材料制備領域，具體涉及一種氧化亞錳＠復合碳電極材料的制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，人類對能源的需求也日益增加。由于傳統的化石能源日益短缺，各國政府在倡導節約能源和提高能源使用效率的同時，也在積極開發可重復的能源替代傳統能源。人類將會更加依賴環境友好、可循環利用、高效率的新能源，這對儲能設備有了更高的要求。超級電容器兼具普通電容器和充電電池的優點，如能量密度高、功率密度高、可快速充放電、循環壽命長、具有瞬時大電流放電及對環境無污染等特性，是近十年來發展起來的新型儲能設備。而電極材料在超級電容器中起著重要作用，因此研究具有高能量儲存性能的電極材料是超級電容器研究的重要方向。

氧化亞錳是一種重要的過渡金屬氧化物材料，具有儲量豐富、價格低廉、環境相容性好等優點，近年來，在電池、超級電容器電極材料等方面取得了非常大的進展。但是氧化亞錳本身的低導電性和在充放電過程中巨大的體積變化導致電極材料的粉化而引起的差循環性，限制了氧化亞錳超級電容器的廣泛應用。因此，研究具有高電化學性能、高穩定性的新型氧化亞錳基電極材料具有良好的應用前景。

其次，現有技術中制備金屬鹽MnO基材料的方法較為復雜和困難，獲得的比電容值也較低，并不利于其進一步的推廣應用。

發明內容

針對以上的技術問題，本發明提出了一種簡便的一步煅燒制備新型氧化亞錳＠復合碳電極材料的方法，以及此材料在超級電容器中的應用。

本發明的制備方法的具體步驟為：

(1)將蔗糖、銨鹽和錳鹽混合均勻，

其中，錳鹽為錳的氯化物、溴化物、碘化物或炭化錳等無氧錳鹽，優選氯化錳，

錳鹽和蔗糖的質量比為1:1，0.9：1，1.45:1，1.9:1。

銨鹽為銨的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽等水溶性鹽，優選氯化銨，

銨鹽起到造孔和分散金屬鹽的作用，

銨鹽和蔗糖的質量比為1:1，2.9：1，2.45:1，1.4:1，1.45:1；

(2)將步驟(1)中得到的混合物放入坩堝并置于管式爐中；

(3)在步驟(2)中的管式爐中，以惰性氣體作為保護氣氛，對混合物進行高溫煅燒，

惰性氣體為純度大于99.99％的氮氣、氬氣或氦氣，

高溫煅燒操作為，以1～10℃/min的升溫速率，升溫至500～1050℃，并維持1～5h，

作為優選：以4～8℃/min的升溫速率，升溫至700～1000℃，并維持2.5～4.5h；

(4)將步驟(3)中高溫煅燒后的產物冷卻至常溫(25℃)后，獲得氧化亞錳＠復合碳電極材料。

本發明的有益效果在于：通過一步煅燒法原位制備了氧化亞錳＠復合碳電極材料。原料錳鹽、蔗糖和銨鹽廉價易得，無需任何溶劑，工藝操作簡便，節約了生產成本。

附圖說明

圖1為實施例1所制得的新型氧化亞錳＠復合碳電極材料的XRD圖。

圖2為實施例1所制得的新型氧化亞錳＠復合碳電極材料在1MNa2SO4溶液中、1A/g的電流密度下的性能循環圖。