[发明专利]一种多孔碳/二氧化锰复合材料电极、其制备方法及可充式锌锰离子电池

权利要求书

1.一种多孔碳/二氧化锰复合材料电极的制备方法，其特征在于：包括依次进行的如下步骤：

1）将多孔碳粉与导电剂、粘合剂混合涂覆在集流体上，或将石墨毡、多孔碳毡、活性碳纤维中的一种或几种用导电胶粘接到集流体上，制成多孔碳载体电极；

2）将制得的多孔碳载体电极放入含有0.001~5.0mol/L的锰盐前驱体和0.01~2.0mol/L的支持电解质的水溶液中，调节pH值为4~7，选择电流密度为2~20mA/cm²，温度为0~40℃，恒流或脉冲电解30分钟~300分钟，然后经洗涤、干燥，即得所述的多孔碳/二氧化锰复合材料电极。

2.根据权利要求1所述的多孔碳/二氧化锰复合材料电极的制备方法，其特征在于：所述的集流体为钛网、覆碳钛网、不锈钢网、覆碳不锈钢网、覆导电塑料不锈钢网、冲孔不锈钢箔或切拉钛网。

3.根据权利要求1所述的多孔碳/二氧化锰复合材料电极的制备方法，其特征在于：所述的支持电解质是以Li⁺、Na⁺或K⁺为阳离子，以SO₄^2-、CH₃COO^-、Cl^-或NO₃^-为阴离子所组成的化合物中任何一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的多孔碳/二氧化锰复合材料电极的制备方法，其特征在于：所述的锰盐前驱体是以Mn²⁺为阳离子，以CH₃COO^-、Cl^-、SO₄^2-或NO₃^-为阴离子所组成的化合物中的任何一种或几种的混合物。

5.一种由权利要求1至4中任一项所述的制备方法制得的多孔碳/二氧化锰复合材料电极。

6.一种可充式锌锰离子电池，其特征在于：所述的可充式锌锰离子电池的正极为权利要求5所述的多孔碳/二氧化锰复合材料电极，负极为锌电极，电解液为溶解有电解质的水溶液，所述的电解质包括锌盐和锰盐，所述的电解液中的锌盐和锰盐的含量独立地为0.02~5mol/L。

7.根据权利要求6所述的可充式锌锰离子电池，其特征在于：所述的电解质还包括阳离子盐型添加剂，所述的阳离子盐型添加剂的添加量为所述的电解质总浓度的1~50%。

8.根据权利要求7所述的可充式锌锰离子电池，其特征在于：所述的阳离子盐型添加剂为选自镁盐、钙盐、锶盐、钠盐、钾盐、铷盐、铯盐、钴盐、镍盐、铜盐、铝盐中的一种或几种。

9.根据权利要求6所述的可充式锌锰离子电池，其特征在于：所述的电解质还包括缓蚀添加剂，所述的缓蚀添加剂的添加量为所述的电解质总浓度的0.01～20％。

10.根据权利要求9所述的可充式锌锰离子电池，其特征在于：所述的缓蚀添加剂为选自镓盐、铟盐、镉盐、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、四丁基溴化铵、明胶、乙二胺、氨基乙酸、氨二乙酸中的一种或一种以上。