[发明专利]一种氮掺杂碳包覆氧化锰锂离子电池复合负极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种氮掺杂碳包覆氧化锰锂离子电池复合负极材料及其制备方法与应用，该复合材料由纳米级氧化锰和多巴胺复合而成，其中氧化锰呈球形。该方法是将制备的球形氧化锰纳米颗粒与盐酸多巴胺进行混合，过滤洗涤、干燥后得到氧化锰和聚多巴胺的复合物；然后通过高温碳化将聚合层转化为氮掺杂的碳层；本发明所制备的氮掺杂碳包覆氧化锰（MnO@NC）锂离子电池复合负极材料结构稳定，导电性能好，作为锂离子电池负极材料具有优异的倍率性能和循环稳定性能；多巴胺的聚合只需要在室温和弱碱性条件下完成，所以成本低廉，能耗较低、控制方便、环境友好，适合锂离子电池实际应用，能够实现工业化规模生产。

主权项

1.一种氮掺杂碳包覆氧化锰锂离子电池复合负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）将锰源与碳酸氢铵溶解在溶剂中，随后转入聚四氟乙烯内衬高压釜后进行水热处理，再离心洗涤，干燥，得到碳酸锰纳米球；/n2）将碳酸锰纳米球与盐酸多巴胺溶解在缓冲溶液中反应，再将反应产物固液分离，洗涤固体，干燥，得到碳酸锰/聚多巴胺复合材料；/n3）将步骤2）所得碳酸锰/聚多巴胺复合材料在氮气气氛下进行煅烧处理，得到氮掺杂碳包覆氧化锰锂离子电池复合负极材料；/n步骤1）所述锰源为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或几种；所述锰源与碳酸氢铵的摩尔比为1：（5 -15）；/n步骤1）所述水热处理的温度为150℃-200℃，水热处理的时间为10-15h；/n步骤2）所述碳酸锰纳米球与盐酸多巴胺加入质量比控制在1:（1~1.5）；/n步骤2）所述反应的时间为10-48h；/n步骤3）所述煅烧处理是先在600~800℃下煅烧3-8h，然后降温至300-500℃煅烧1-3h。/n