[发明专利]一种制备氮或氮硫掺杂碳包覆二氧化锰复合纳米棒状锌离子电池正极材料的方法

摘要

本发明公开了一种制备氮或氮硫掺杂碳包覆二氧化锰复合纳米棒状锌离子电池正极材料的方法，首先制备出纳米棒状的二氧化锰，然后将二氧化锰、含氮或氮硫元素的导电高分子单体、乳化剂按照一定的比例混合均匀，然后转移至冷浴中机械搅拌12～24h，洗涤干燥，进而在200℃～500℃惰性气体保护氛围中煅烧2～6h，得到氮或氮硫掺杂碳包覆二氧化锰复合纳米棒状的复合材料，最后将复合材料涂布成正极材料。本方法制备的氮或氮硫掺杂碳包覆二氧化锰复合材料用时短、产量高、成本低并且具有高的电子电导率和循环性能，而且其电子传输能力和电化学储锌性能优良。

主权项

一种制备氮或氮硫掺杂碳包覆二氧化锰复合纳米棒状锌离子电池正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将四水合硫酸锰、0.5mol/L硫酸、去离子水按照摩尔比3:2000:5000～10000 混合均匀，然后滴加高锰酸钾溶液，形成均一的溶液，转移到反应釜，置于120～150℃的烘箱中，连续反应12～24h，得到产物，用乙醇和去离子水交替洗涤若干次，将产物在50～100℃下真空干燥8～12h得到纳米棒状的二氧化锰；（2）将步骤（1）所得产物与含氮碳或氮硫碳单体按照摩尔比1:1～20溶解在适量溶剂中，加入适量乳化剂、搅拌2～24h，形成均一分散液；（3）将步骤（2）中的混合溶液转移到‑10℃～10℃的冷浴装置中，逐滴加入引发剂的溶液，搅拌24～36h，离心得到固体物质，将其用溶剂交替洗涤若干次，50～100℃下真空干燥8～24h；（4）将步骤(3)中所得到的固体物质在200℃～500℃惰性气体保护氛围中煅烧2～6h，得到氮或氮硫掺杂碳包覆二氧化锰；（5）取步骤（4）中的粉末状产物、乙炔黑和聚偏氟乙烯按照质量比7:2:1，加入N‑甲基吡咯烷酮，形成稳定均一的浆料，研磨3～6h后，将混合浆料涂布在不锈钢箔上，80～120℃下真空干燥10～14h，得到正极材料。