[发明专利]一种高性能锂离子电池用碳包覆多孔三氧化二锰立方体负极材料的制备及应用

摘要

本发明属于锂离子电池领域，公开了一种高性能锂离子电池用碳包覆多孔三氧化二锰立方体负极材料(以下简称为Mn2O3@C)及其制备方法及应用。本发明利用酚醛树脂为碳源，二氧化硅为牺牲模板，加之在微乳液中制备前驱体，使含锰前驱体颗粒均匀，得到纳米级别的立方体前驱体，后续的煅烧使前驱体拥有多孔结构，并一定程度提高材料的结晶性，包覆了碳的立方体多孔材料有利于内阻的减小和电子的传输，刻蚀二氧化硅以后留下的空隙又可缓解体积膨胀的应力，对电化学性能有很大的提高。得到的碳包覆的多孔Mn2O3立方体负极材料具有高的比容量，充放电容量高，首次库伦效率高，且容量衰减情况得到显著改善。

主权项

1.一种高性能碳包覆多孔三氧化二锰立方体负极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将表面活性剂、助表面活性剂、溶剂和碳酸氢铵水溶液搅拌混合，形成澄清透明的微乳液；(2)将四水硫酸锰的水溶液加入到步骤(1)中的混合溶液中，静置过滤得前驱体沉淀碳酸锰；(3)将步骤(2)中的前驱体沉淀碳酸锰置于马弗炉中高温煅烧得多孔Mn2O3立方体；(4)将步骤(3)中所得的多孔Mn2O3立方体均匀分散到水中，然后与溶有CTAB的氨水水溶液混合，搅拌条件下加入正硅酸乙酯，再加入间苯二酚和甲醛溶液，持续搅拌24h进行老化；(5)将步骤(4)中老化后的混合溶液转移至反应釜内衬中，发生水热反应；(6)将步骤(5)中反应后的溶液离心干燥后置于管式炉，氩气气氛下高温煅烧，得到碳和二氧化硅包覆的多孔Mn2O3；(7)将步骤(6)得到的碳和二氧化硅包覆的多孔Mn2O3立方体置于氢氧化钠溶液中反应，反应结束后将所得反应液离心、除去上清液后将所得固体清洗后干燥即得碳包覆多孔Mn2O3立方体。