[发明专利]一种水系锌离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种水系锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将锰源溶于水中，加入氧化剂和硫，搅拌均匀后转移至水热反应釜中进行水热反应得到沉淀物；

所述氧化剂为双氧水、高锰酸钾、重铬酸钾、重铬酸钠、硝酸中的一种或多种；

所述锰源、所述氧化剂、所述硫的质量比为(0.2-40):2:1；

所述水热反应的温度为120~180℃、反应时间为6~24h；

（2）将所述沉淀物与有机添加剂溶液搅拌均匀后进行喷雾干燥获得前驱体，将所述前驱体于300~1000℃的马弗炉中煅烧获得Mn₃O₄/S前体材料；

所述有机添加剂溶液为含有柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈的一种或多种有机物的溶液；

（3）超声辅助下将所述Mn₃O₄/S前体材料与碳源分散在水中获得分散液，将所述分散液干燥后在管式炉中于惰性气体气氛下、300~800℃煅烧，最终获得Mn₃O₄/S/C复合材料，其中硫掺杂Mn₃O₄。

2.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰源为乙酸锰、硫酸锰、硝酸锰、高锰酸钾中的一种或多种；所述有机添加剂溶液中所述有机物的质量浓度为0.5~5%；所述碳源为氧化石墨烯、还原石墨烯、碳纳米管、硬碳中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的条件为：进样速率8~40 mL/min、进口温度为140~260℃、出口温度为60~140℃。

4.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）与步骤（3）中所述煅烧的时间为1~24h。

5.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述锰源与所述水的质量比为1:(2-20)；步骤（2）中所述沉淀物与所述有机添加剂溶液的质量比为1:(5-50)；步骤（3）中所述Mn₃O₄/S前体材料与所述碳源的质量比为任意比。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法制得Mn₃O₄/S/C复合材料。

7.根据权利要求6所述的Mn₃O₄/S/C复合材料，其特征在于，作为水系锌离子电池正极材料。