[發明專利]一種rGO/MnOx納米復合物工作電極及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201710359106.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN106992077B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 蓋利剛;班青
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;H01G11/46;H01G11/86;H01G11/68
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• 代理人: 暫無信息

1.一種rGO/MnO_x納米復合物工作電極，以rGO/MnO_x納米復合物為活性物質，將活性物質與導電劑、粘合劑在溶劑中研磨混合后，涂敷在集流體上而得；所述工作電極的質量比容量，在1A/g下為240-330F/g，在20A/g下容量保持率為70-90％；所述rGO/MnO_x納米復合物，是rGO納米片和鑲嵌在納米片上的尺寸為10-90nm的MnO_x顆粒組成的；

rGO/MnO_x納米復合物中，MnO_x的x＝1～2；rGO/MnO_x納米復合物中，MnO_x的質量百分含量分別為20％～40％；rGO/MnO_x納米復合物中，MnO_x為MnO₂、Mn₃O₄和Mn₂O₃的混合物；rGO/MnO_x納米復合物的TEM圖，晶格條紋顯示0.263nm、0.252nm和0.243nm物象；所述導電劑為碳黑導電劑、石墨導電劑；

所述集流體為不銹鋼絲網、泡沫鎳、泡沫銅；

所述粘合劑為聚偏氟乙烯；

所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；

所述rGO/MnO_x納米復合物的制備方法，包括下列步驟：

a.將膨脹石墨和濃硫酸混合，然后在-5～5℃下攪拌8～16h，得混合液A；膨脹石墨與濃硫酸的質量比為1：15～25；濃硫酸為90～98wt％的硫酸；

b.往混合液A中加入高錳酸鉀，加畢，在-5～5℃下攪拌1～3h，然后在30～50℃下攪拌0.5～1.5h，得混合液B；高錳酸鉀與膨脹石墨的質量比為2～5：1；

c.往混合液B中加入溫水，然后加入30wt％的雙氧水，得亮黃色GO溶膠；溫水為60-70℃的水；溫水的加入量為膨脹石墨質量的100～250倍；

d.攪拌下往GO溶膠中滴加堿性水溶液，調GO溶膠的pH為3-7，將pH調整后的GO溶膠離心、水洗、離心，重復操作2-3次，得固體C，將固體C冷凍干燥，得固體D；雙氧水的濃度為30wt％，雙氧水的用量為膨脹石墨質量的15～40倍；堿性水溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、水合肼、氨水、乙胺、二乙胺、三乙胺的水溶液，或它們的混合溶液；

e.將固體D在惰性氣體氛下于400～500℃熱處理1.5～2.5h，自然冷卻至室溫，得rGO/MnO_x納米復合物；惰性氣體為氮氣或氬氣。

2.如權利要求1所述的工作電極，其特征在于，

工作電極的質量比容量，在1A/g下為260-320F/g，在20A/g下容量保持率為75-85％。