[發明專利]聚電解質插層二氧化錳的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110947741.0
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113659128A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 邵智鵬;傅杰財;謝二慶;張亞雄;郭洪州;延劍鋒;崔曉莎
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: H01M4/50
• 分類號: H01M4/50;H01M4/62;H01M10/36;H01M10/42
• 代理公司: 蘭州澤一知識產權代理有限公司 62207
• 代理人: 周春雷

1.一種聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、將錳鹽和聚電解質分散于去離子水中，攪拌完全溶解后形成均勻溶液；

S2、利用原位電化學方法在三電極體系中，以步驟S1得到溶液為沉積液，通過無機-有機界面反應，在集流體上將聚電解質插入二氧化錳層間；

S3、在烘箱中干燥后形成聚電解質插層的二氧化錳。

2.根據權利要求1所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中錳鹽為醋酸錳、硝酸錳、氯化錳、碳酸錳或硫酸錳中的一種。

3.根據權利要求1或2所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中聚電解質為聚陽離子電解質、聚陰離子電解質或兩性高分子電解質中的一種。

4.根據權利要求3所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中錳鹽、聚電解質與去離子水的質量比為10:1-20:2500。

5.根據權利要求1或4所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中所述原位電化學方法為恒電位法、恒電流法、循環伏安法或恒電流充放電法中的一種或者幾種。

6.根據權利要求5所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中恒電位法條件為：電壓為0.8-1.2V，時間為10s-3600s；恒電流法條件為：電流密度為5-100mA/cm²，時間為10s-3600s；循環伏安法條件為：掃速為0.1-5mV/s，電壓窗口為-0.4~0.5-0.8~1.2V，圈數為1-100圈；恒電流充放電法條件為：電流為0.1-100mA/cm²，電壓窗口為-0.4~0.5-0.8~1.2V，圈數為1-100圈。

7.根據權利要求1或6所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中三電極體系包括工作電極-集流體、對電極-鉑電極、參比電極-甘汞電極或氯化銀電極。

8.根據權利要求7所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中集流體為碳布、碳紙、不銹鋼網或鈦片中的一種。

9.根據權利要求3所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中聚陽離子電解質為聚（N-丁基-4-乙烯基吡啶溴化物）、聚（二烯丙基二甲基氯化銨）、聚（乙烯亞胺鹽酸鹽）、聚（N,N,N’,N’-四甲基-N-對甲苯乙撐二胺氯化物）、聚（N,N’-二甲基-3,5-二甲叉氮六環氯化物）、聚（2-丙烯酰乙撐二甲基硫氯化物）或聚（縮水甘油三丁基磷氯化物）中的一種或幾種。

10.根據權利要求3所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中聚陰離子電解質為聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯硫酸、苯乙烯-馬來酸共聚體、聚谷氨酸、聚乙烯磷酸或藻酸中的一種或幾種。

11.根據權利要求3所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中兩性高分子電解質為丙烯酸-乙烯基吡啶共聚體、蛋白質或核苷酸中的一種或幾種。

12.根據權利要求1或8所述的聚電解質插層二氧化錳的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中干燥溫度為60-100℃。

13.根據上述任一權利要求所述的制備方法得到聚電解質插層的二氧化錳。

14.根據上述任一權利要求所述的制備方法得到聚電解質插層的二氧化錳的應用，其特征在于：用于制作水系鋅離子電池器件。