[发明专利]一种锌离子电池及其MnO2/C正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种可充电锌离子电池，包括正极、负极、电解液和隔膜，负极材料以锌元素为主，电解液是以可溶性锌盐及微量的锰盐为溶质、水为溶剂，隔膜为浆层纸、Ni-Zn隔膜、磺化隔膜和无尘纸，正极材料为MnO₂/C。

2.根据权利要求1所述的一种可充电锌离子电池，其特征在于，负极材料为锌片或者锌粉，正极材料为为MnO₂/C。

3.根据权利要求1所述的一种可充电锌离子电池，其特征在于，电解液为0.5 ~5mol/L的可溶性锌盐及0.02 ~0.2mol/L的锰盐，溶剂为水。

4.根据权利要求1所述的一种可充电锌离子电池，其特征在于，可溶性锌盐可以是硫酸锌、硝酸锌、氯化锌及三氟甲烷磺酸锌，锰盐可以是硫酸锰、硝酸锰、氯化锰及三氟甲烷磺酸锰。

5.根据权利要求1所述的一种可充电锌离子电池，其特征在于，电解液中微量的锰盐可以有效提高锌离子电池的循环稳定性。

6.根据权利要求1所述的一种可充电锌离子电池，其特征在于，隔膜为浆层纸、Ni-Zn隔膜、磺化隔膜和无尘纸中的一种或两种。

7.一种MnO₂/C正极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)前驱体制备：将锰盐与碳酸氢盐分别溶于70ml去离子水，其中锰盐的浓度为0.01~0.1mol/L，碳酸氢盐的溶度为0.1~1mol/L，然后向锰盐中加入3~10ml乙醇，待分散均匀后，将两种溶液在室温下混合进行共沉淀反应，1-5h后，将沉淀进行离心、洗涤、干燥，得到MnCO₃前驱体；

(2)混合煅烧：将制备的MnCO₃前驱体分散在1mg/ml的碳源中，干燥后用马弗炉在惰性气体气氛下300~500°C煅烧2-10h，得到尖晶石结构的MnO₂，升温速率为1-10°C/min。

8.根据权利要求6所述的一种MnO₂/C正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，锰盐的浓度为0.01~0.1mol/L，碳酸氢盐的溶度为0.1~1mol/L，加入乙醇的量为3~10ml，反应时间为1-5h。

9.根据权利要求6所述的一种MnO₂/C正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，锰盐为MnSO₄或MnCl₂中的一种，碳酸氢盐为NH₄HCO₃或NaHCO₃中的一种。

10.根据权利要求6所述的一种MnO₂/C正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，碳源为葡萄糖、蔗糖或马来酸，煅烧温度为250~500°C，煅烧时间为2-10h，升温速率为1-10°C/min。