[發明專利]一種鋰離子電池用碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備方法在審
| 申請號： | 201910161821.6 | 申請日： | 2019-03-04 |
| 公開（公告）號： | CN109817948A | 公開（公告）日： | 2019-05-28 |
| 發明（設計）人： | 李歡歡;薛艷;白光月;王玉潔 | 申請（專利權）人： | 河南師范大學 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139 | 代理人： | 路寬 |
| 地址： | 453007 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 鱗片石墨 制備 復合電極材料 碳包覆 鋰離子電池用 鋰離子電池電極 材料技術領域 電子電導率 結構穩定性 鋰離子電池 儲鋰性能 負極材料 高導電性 工藝過程 納米顆粒 退火處理 原位聚合 比容量 微米級 有效地 錨定 引入 應用 | ||
1. 一種鋰離子電池用碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備方法，其特征在于具體過程為：
步驟S1：MnO/鱗片石墨前驅體的制備
將高錳酸鉀和鱗片石墨超聲分散于去離子水中，其中高錳酸鉀與鱗片石墨的質量比為6:1，待高錳酸鉀完全溶解后繼續攪拌直至得到均一的分散液，再將分散液置于反應釜中并于135℃恒溫10h得到MnO/鱗片石墨前驅體，其中MnO以片狀形式交聯錨定在鱗片石墨中；
步驟S2：聚多巴胺包覆的MnO/鱗片石墨復合材料的制備
將步驟S1得到的MnO/鱗片石墨前驅體分散于pH=8.5的緩沖溶液中，持續攪拌混合均勻后加入多巴胺，其中MnO/鱗片石墨前驅體與多巴胺的質量比為20:3，再于室溫繼續攪拌反應在MnO/鱗片石墨上原位聚合多巴胺，待反應結束后離心、水洗得到聚多巴胺包覆的MnO/鱗片石墨復合材料；
步驟S3：碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備
將步驟S2得到的聚多巴胺包覆的MnO/鱗片石墨復合材料置于管式爐內在Ar-H2混合氣氛下于550℃熱處理2h得到最終產物碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料。
2.根據權利要求1所述的鋰離子電池用碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中所述鱗片石墨的粒徑為3500目。
3.根據權利要求1所述的鋰離子電池用碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備方法，其特征在于：步驟S2中所述緩沖溶液為三羥甲基氨基甲烷緩沖液。
4.根據權利要求1所述的鋰離子電池用碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備方法，其特征在于：步驟S3中所述Ar-H2混合氣氛中H2的體積百分含量為5%。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的鋰離子電池用碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：
步驟S1：MnO/鱗片石墨前驅體的制備
將240mg高錳酸鉀和40mg粒徑為3500目的鱗片石墨超聲分散于去離子水中，待高錳酸鉀完全溶解后繼續攪拌10min得到均一的分散液，再將分散液置于反應釜中并于135℃恒溫10h得到MnO/鱗片石墨前驅體，其中MnO以片狀形式交聯錨定在鱗片石墨中；
步驟S2：聚多巴胺包覆的MnO/鱗片石墨復合材料的制備
將100mg步驟S1得到的MnO/鱗片石墨前驅體分散于120mL pH=8.5的三羥甲基氨基甲烷緩沖液中，持續攪拌10min后加入15mg多巴胺，再于室溫繼續攪拌反應5h在MnO/鱗片石墨上原位聚合多巴胺，待反應結束后離心、水洗得到聚多巴胺包覆的MnO/鱗片石墨復合材料；
步驟S3：碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料的制備
將步驟S2得到的聚多巴胺包覆的MnO/鱗片石墨復合材料置于管式爐內在Ar-H2混合氣氛下于550℃熱處理2h得到最終產物碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料；
該碳包覆MnO/鱗片石墨復合電極材料在0.2A g-1電流密度下，首次充、放電容量分別高達862mAh g?1和1217mAh g?1，且初始庫倫效率為71%，在高電流密度1A g-1下，經1000次循環容量仍能保持在800mAh g?1以上。
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