[發(fā)明專利]一種雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810996658.0
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109148859B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 唐晶晶;楊娟;周向陽;程芳燕;孫安濤;蔣敏
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/50;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

1.一種雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1) 向含錳鹽溶液中加入碳酸鹽溶液，進行共沉淀反應，將反應產物經過抽濾、洗滌，所得物料在真空干燥箱中干燥，得到球形碳酸錳；

(2) 將步驟(1)所得球形碳酸錳分散均勻，在球形碳酸錳表面包覆一層碳源，產物干燥后置于管式爐中，在惰性氣氛下進行燒結處理，冷卻至室溫后取出，得到前驅體；

(3) 將前驅體置于0.1～1mol/L的鹽酸溶液中，反應時間為1～12h，過濾洗滌干燥后收集產物，將產物分散均勻后，在真空條件下進行二次碳包覆，反應產物經過抽濾、洗滌，烘干，得到二次碳包覆產物；

(4) 將步驟(3)所得二次碳包覆產物置于管式爐中，在惰性氣氛下進行兩段式熱處理，得到所述雙碳層包覆氧化錳復合材料；

所述步驟(3)中，真空條件為負壓0.1～5MPa，真空碳包覆時間為10～24h；

其中所述雙碳層包覆氧化錳復合材料由氧化錳和兩層導電碳組成，所述導電碳分表面碳層、中間碳層，表面碳層的厚度為 20～50nm，中間碳層的厚度為 5～15nm，所述雙碳層包覆氧化錳復合材料的形成過程：先形成表面碳層包覆的氧化錳顆粒亞微球，經鹽酸除去部分氧化錳顆粒后，利用真空條件下的壓力差，對內部氧化錳顆粒包覆中間碳層，得到所述雙碳層包覆氧化錳復合材料，該復合材料的粒徑為0.5～3μm，MnO和導電碳的質量比為(1～4):1。

2.根據權利要求1所述雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，燒結處理的升溫制度為：升溫速率為1～10℃/min，保溫溫度為300～600℃，保溫時間是2～12h。

3.根據權利要求1所述雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中，熱處理采用兩段式熱處理，其升溫制度為：第一段熱處理的升溫速率為1～5℃/min，保溫溫度為300～600℃，保溫時間為2～12h，第二段熱處理的升溫速率為1～10℃/min，保溫溫度為700～1000℃，保溫時間為1～6h。

4.根據權利要求1所述雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）和（4）中的惰性氣氛為氬氣氣氛。

5.根據權利要求1所述雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所選錳鹽與碳酸鹽摩爾比為1：(1～20)；所述錳鹽為硝酸錳、硫酸錳、氯化錳、乙酸錳中的一種或幾種；所述碳酸鹽為碳酸氫氨、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鉀中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述雙碳層包覆氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，共沉淀反應時間為1～12h，真空干燥溫度為105～120℃，真空干燥時間為2～24h。