[發明專利]一種水系鋅離子二次電池正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010563288.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111682179A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 劉偉良;孫君茹;馬世超;徐俊偉
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/36;C08G83/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料作為水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）先將六水合硝酸鋅溶于甲醇中，稱為A溶液，再將二甲基咪唑溶于甲醇中，稱為B溶液，然后將B溶液迅速加進A溶液中，攪拌15min，再加入乙二胺，攪拌15min，形成均勻的混合溶液，將混合溶液離心得到沉淀，再將沉淀用乙醇洗滌若干次，所得產物在50~60°C下干燥得到ZIF-8材料；

（2）將步驟（1）所得產物與錳源按照質量比2:3溶解在適量乙醇中，攪拌30~50min后形成均一溶液，稱為C溶液，將適量1,3,5-苯三甲酸溶于適量乙醇中，攪拌30~50min后形成均一溶液，稱為D溶液，將D溶液迅速加進C溶液中，攪拌30~50min后轉移到高壓反應釜，置于150-180°C烘箱中，連續反應30-50min，將混合溶液離心得到沉淀，再將沉淀用乙醇洗滌若干次，將產物在50-60°C進行真空干燥得到ZIF-8/Mn-MOF復合材料；

（3）將步驟（2）得到的產物與硫源按照質量比1:3溶解在適量乙醇中，超聲分散得到均一溶液，將溶液在90~100°C下回流30~40min，將混合溶液離心得到沉淀，再將沉淀用乙醇洗滌若干次，所得產物在50~60°C下干燥得到粉末，在氬氣氛圍中，以2~10°C/分鐘的升溫速率加熱至550~650°C，并持續2~3小時，待其自然冷卻至室溫后，研磨均勻后獲得液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料；

（4）取步驟（3）中的粉末狀產物、導電劑和粘合劑按照質量比8:1:1混合，滴入N-甲基吡咯烷酮，用球磨機研磨2～4h后，將混合漿料涂布在不銹鋼箔上，真空條件下于80～110°C干燥10～14h，得到正極材料。

2.根據權利要求1所述，一種液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料作為水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中錳源為乙酸錳、硝酸錳或硫酸錳其中的一種。

3.根據權利要求1所述，一種液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料作為水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中硫源為硫代乙酰胺、硫脲或L-半胱氨酸其中的一種。

4.根據權利要求1所述，一種液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料作為水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中導電劑為乙炔黑、導電碳黑、石墨烯或碳納米管中的至少一種。

5.根據權利要求1所述，一種液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料作為水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中粘結劑為聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物或丁苯橡膠中的一種。

6.根據權利要求1所述，一種液相硫化ZIF-8/Mn-MOF復合材料作為水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中ZIF-8的含量為1~3wt%。