[发明专利]一种锌离子电池用NiO/Mn2

说明书

本发明公开的一种镍锰双层氢氧化物衍生的NiO/Mn₂O₃复合物的制备方法以及在锌离子电池正极材料中的应用。所述方法包括：首先将镍盐和锰盐溶解在去离子水中，然后在混合溶液中逐滴滴加氨水，滴加过程中剧烈搅拌使其分散均匀，最后经过老化形成镍锰双层氢氧化物。为了得到由镍锰双层氢氧化物衍生的NiO/Mn₂O₃复合物，只需要将镍锰双层氢氧化物置于马弗炉中，在空气气氛下煅烧，经历高温最终得到NiO/Mn₂O₃复合物。将本发明制得NiO/Mn₂O₃复合物应用于水系锌离子电池，测试结果表明NiO/Mn₂O₃复合物作为电极材料能够表现出优异的电化学性能。NiO/Mn₂O₃复合物在电流密度为0.1A/g时，比容量为252 mAh/g，而且在电流密度为1A/g的条件下循环3000次还能保持85.6%。

技术领域

本发明涉及电化学机纳米材料技术领域，具体涉及一种镍锰双层氢氧化物衍生的NiO/Mn₂O₃复合物的制备方法及其在锌离子电池中的应用。

背景技术

如今，随着高科技电子产品的飞速发展，能源行业面临着开发寿命更长，成本更低且环保的高性能储能设备的挑战。锂离子电池（LIB）在过去的三十年中得到了广泛使用，但是锂资源相对匮乏，而且面临安全性等一些问题，因此发展限制了其进一步的发展。在这种情况下，水性锌离子电池（ZIB）作为继LIB之后的又一个有前途的储能系统吸引了越来越多的兴趣，这是因为其出色的理论容量，丰富的锌金属储备以及较低的氧化还原电势（SHE为-0.78 V）。到目前为止，锰系材料在锌离子储存领域取得了巨大的进展和应用。但锰系材料仍然面临着体积变化和锰溶解等问题，因此，开发新的阴极材料和优化现有阴极材料的性能在扩大锌离子电池的应用方面起着至关重要的作用。

Mn₂O₃作为一种锰氧化物，同样被应用于锌离子电池的正极材料中，但是二价锰离子的溶解问题仍然是一个难题，所以对于Mn₂O₃的性能优化以减小锰溶解是一个重要的议题，对提升锌离子电池电化学性能起到了至关重要的作用。

与其他材料复合形成复合物是一种比较合适的方法去抑制锰溶解的问题，而经过文献调研，基于双层氢氧化物衍生出的金属氧化物作为锌离子电池电极的研究还未有过报道，并且对于减小锰溶出的研究也较少，因此本发明具有一定的新颖性。

基于上述理由，提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供了一种镍锰双层氢氧化物衍生的NiO/Mn₂O₃复合物的制备方法及其在锌离子电池中的应用。

为了实现发明的上述其中一个目的，发明人通过大量的实验研究，开发

出了一种镍锰双层氢氧化物衍生的NiO/Mn₂O₃复合物的制备方法，首先使用共沉淀方法制备了镍锰双层氢氧化物，然后使用煅烧的方法制备NiO/Mn₂O₃复合物，经研究发现NiO/Mn₂O₃复合物作为锌离子电池的正极材料，NiO能够有效抑制Mn₂O₃种二价锰溶出，从而提高锌离子电池的比容量和循环性能。

实现本发明目的所采取的技术方案是：