[發(fā)明專利]自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法及其應用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210456243.0
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114597416A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 謝二慶;冒立海;郭洪州;蘇慶;高文政;吳正昆
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/50;H01M4/04;H01M10/36;C01G45/02;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 蘭州澤一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 62207
• 代理人: 周春雷

1.一種自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：步驟（1）將氫氧化鈉和錳鹽溶于去離子水中，室溫攪拌后加入到水熱釜內(nèi)膽中水熱反應，水熱反應的溫度為80-200℃，水熱時間為12-24h，得到攜帶大量結(jié)構(gòu)水的四氧化三錳粉末；

步驟（2）將步驟（1）中攜帶大量結(jié)構(gòu)水的四氧化三錳粉末用管式爐在300-700℃下退火1-5h去除結(jié)構(gòu)水，制得四氧化三錳粉末；

步驟（3）將步驟（2）所得四氧化三錳粉末溶于去離子水中，加入吡咯單體，攪拌反應4-12h結(jié)束后離心洗滌、置于烘箱中烘干，得到該自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中錳鹽選自氯化錳、硫酸錳、硝酸錳、乙酸錳中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中氫氧化鈉按照質(zhì)量體積比0.01-0.08g/mL加入到去離子水中，所述錳鹽按照錳元素與鈉元素摩爾比0.1:1加入到去離子水中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）室溫攪拌時間為10-60分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中四氧化三錳按照質(zhì)量體積比0.005 g/mL加入到去離子水中；所述吡咯單體按照與去離子水體積比1：200-600加入。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中烘箱溫度為50-80℃，烘干的時間為8-12h。

7.上述任一權(quán)利要求所述的制備方法制備得到自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料。

8.權(quán)利要求7所述自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料在水系鋅離子電池中的應用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料在水系鋅離子電池中的應用，其特征在于具體方法如下：

（1）混合漿制備：將所述自發(fā)生長聚吡咯涂層的四氧化三錳電極材料進行充分研磨后與PVDF、乙炔黑以質(zhì)量比8:1:1進行混合，并滴加N-甲基吡咯烷酮充分攪拌，其中500mg混合物滴加4mL N-甲基吡咯烷酮形成混合漿；

（2）涂覆：將混合漿涂覆至鈦片上，涂敷厚度為0.1-0.3mm，在50-80℃烘干8-12h制得電極。