[发明专利]一种硅酸锰/碳超级电容器电极材料的制备方法

说明书

本发明属于新材料领域，尤其涉及一种硅酸锰/碳超级电容器电极材料的制备方法。本发明的特征是：首先将MnCl₂和Na₂SiO₃分别溶于溶剂，再将Na₂SiO₃溶液不断搅拌，将MnCl₂逐滴滴入Na₂SiO₃溶液中，得到混合物；将配好的混合物搅拌充分，转移到高压反应釜中，保温5‑10小时后进行抽滤或离心，得到红褐色粉末；将制备的红褐色粉末放入高温反应釜中，滴入碳源添加剂，在400‑700℃温度下保温3‑5小时后取出，得到黑色粉末状的硅酸锰/碳复合材料。本发明解决了传统工艺的不足，操作简单，成本低，便于批量生产；制备的硅酸锰/碳复合材料储能性能好，耐长循环，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于新材料领域，尤其涉及一种硅酸锰/碳超级电容器电极材料的制备方法。

背景技术

超级电容器使用寿命长、功率密度与能量密度高、充放电速度快、高低温性能好、抗干扰性强、体积紧凑。根据储能原理的区别，主要分为两类：一类是双电层电容器，另一类是赝电容器。开发工作电压窗口大、电极比电容高的赝电容电极材料，是提高超级电容器器件储能的重要手段。

硅酸锰材料的物化性能优良，有较高的比表面积和大的工作电压范围，在它的表面有大量快速氧化还原反应的活性位点。既能用在高性能超级电容器上作为赝电容电极材料(Wang H Y,Wang Y Y,Bai X.Manganese silicate drapes as a novel electrodematerial for supercapacitors[J].Rsc Advances,2016,6(107))，也能用在锂离子电池(如专利申请号为201710490860.1的中国专利)及催化剂等上。但在用作超级电容器电极材料时，由于硅酸锰材料导电性较差，限制了器件整体的能量密度、倍率性能和长循环性能。硅酸锰材料实际上是一种应用潜力很大的纳米材料，但是需要对它进行复合、修饰或改性才能充分发挥它的储能性能。在超级电容器材料设计制备的研究中，将含锰电极材料与碳材料(如无定形碳、碳纳米管、石墨烯等)复合，是优化孔结构与孔分布，缩减离子传输途径，提高导电性的常用方法。