[发明专利]一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法及制备水系锌离子电池正极的方法

权利要求书

1.一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：

一、将高锰酸钾、浓硫酸溶液、无水甲醇溶于超纯水中，搅拌均匀后，加热反应，得到二氧化锰纳米片分散液；

二、将含有预嵌入阳离子的盐溶于超纯水中，得到盐溶液；

所述的含有预嵌入阳离子的盐中预嵌入的阳离子为有机铵类阳离子；

三、将盐溶液加入到二氧化锰纳米片分散液中，在搅拌速度为200rpm～1000rpm的条件下，搅拌直到析出沉淀，然后过滤、洗涤及干燥，得到大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料；

所述的盐溶液中含有预嵌入阳离子的盐与二氧化锰纳米片分散液中Mn元素的物质的量之比为100:(3～15)；

所述的大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的层间距为

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的高锰酸钾与浓硫酸溶液中硫酸的物质的量比为1:(0.5～2)；步骤一中所述的高锰酸钾与无水甲醇的物质的量比为1:(10～20)；步骤一中所述的浓硫酸溶液的质量百分数为80％～98.3％。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的加热反应具体是在空气氛围及温度为60℃～95℃的条件下，加热反应0.5h～2h。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的二氧化锰纳米片分散液中Mn元素的物质的量浓度为0.5mmol/L～1.5mmol/L。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的含有预嵌入阳离子的盐为氯化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵和四丁基氯化铵中的一种或几种；步骤二中所述的有机铵类阳离子的

6.根据权利要求1所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的盐溶液浓度为0.1mol/L～1mol/L。

7.根据权利要求1所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的搅拌时间为5min～240min；步骤三中所述的洗涤为高速离心洗涤；步骤三中所述的干燥具体是在温度为50℃～80℃的条件下，真空干燥6h～24h。

8.如权利要求1制备的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料制备水系锌离子电池正极的方法，其特征在于它是按以下步骤进行：将大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮混合，得到匀浆，将匀浆涂覆于集流体或将干燥后的匀浆压结在集流体上，得到水系锌离子电池正极；

所述的大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料与粘接剂的质量比为(6～8):1；所述的导电剂与粘接剂的质量比为(3～1):1；所述的水系锌离子电池正极中大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料的负载量为0.8mg/cm²～2mg/cm²。

9.根据权利要求8所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料制备水系锌离子电池正极的方法，其特征在于所述的集流体为钛箔、不锈钢箔、钛网或不锈钢网。

10.根据权利要求8所述的一种大尺寸阳离子嵌入的层状二氧化锰材料制备水系锌离子电池正极的方法，其特征在于所述的导电剂为Super P、碳纳米管、科琴黑、乙炔黑和石墨烯中的一种或其中几种的混合物；所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇中的一种或其中几种的混合物。