[发明专利]一种氧化亚锰＠复合碳电极材料的制备方法

说明书

本发明属于复合电极材料制备领域，具体涉及一种氧化亚锰@复合碳电极材料的制备方法。具体步骤为：将蔗糖、铵盐和锰盐混合均匀放入坩埚并置于管式炉中，以惰性气体作为保护气氛，对混合物进行高温煅烧，冷却至室温后，获得氧化亚锰@复合碳电极材料。原料廉价易得，无需任何溶剂，工艺操作简便，节约了生产成本，所制备的新型氧化亚锰@复合碳电极材料展现出了优异的电化学性能。

技术领域

本发明属于复合电极材料制备领域，具体涉及一种氧化亚锰＠复合碳电极材料的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人类对能源的需求也日益增加。由于传统的化石能源日益短缺，各国政府在倡导节约能源和提高能源使用效率的同时，也在积极开发可重复的能源替代传统能源。人类将会更加依赖环境友好、可循环利用、高效率的新能源，这对储能设备有了更高的要求。超级电容器兼具普通电容器和充电电池的优点，如能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长、具有瞬时大电流放电及对环境无污染等特性，是近十年来发展起来的新型储能设备。而电极材料在超级电容器中起着重要作用，因此研究具有高能量储存性能的电极材料是超级电容器研究的重要方向。

氧化亚锰是一种重要的过渡金属氧化物材料，具有储量丰富、价格低廉、环境相容性好等优点，近年来，在电池、超级电容器电极材料等方面取得了非常大的进展。但是氧化亚锰本身的低导电性和在充放电过程中巨大的体积变化导致电极材料的粉化而引起的差循环性，限制了氧化亚锰超级电容器的广泛应用。因此，研究具有高电化学性能、高稳定性的新型氧化亚锰基电极材料具有良好的应用前景。

其次，现有技术中制备金属盐MnO基材料的方法较为复杂和困难，获得的比电容值也较低，并不利于其进一步的推广应用。

发明内容

针对以上的技术问题，本发明提出了一种简便的一步煅烧制备新型氧化亚锰＠复合碳电极材料的方法，以及此材料在超级电容器中的应用。

本发明的制备方法的具体步骤为：

(1)将蔗糖、铵盐和锰盐混合均匀，

其中，锰盐为锰的氯化物、溴化物、碘化物或炭化锰等无氧锰盐，优选氯化锰，

锰盐和蔗糖的质量比为1:1，0.9：1，1.45:1，1.9:1。

铵盐为铵的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等水溶性盐，优选氯化铵，

铵盐起到造孔和分散金属盐的作用，

铵盐和蔗糖的质量比为1:1，2.9：1，2.45:1，1.4:1，1.45:1；

(2)将步骤(1)中得到的混合物放入坩埚并置于管式炉中；

(3)在步骤(2)中的管式炉中，以惰性气体作为保护气氛，对混合物进行高温煅烧，

惰性气体为纯度大于99.99％的氮气、氩气或氦气，

高温煅烧操作为，以1～10℃/min的升温速率，升温至500～1050℃，并维持1～5h，

作为优选：以4～8℃/min的升温速率，升温至700～1000℃，并维持2.5～4.5h；

(4)将步骤(3)中高温煅烧后的产物冷却至常温(25℃)后，获得氧化亚锰＠复合碳电极材料。

本发明的有益效果在于：通过一步煅烧法原位制备了氧化亚锰＠复合碳电极材料。原料锰盐、蔗糖和铵盐廉价易得，无需任何溶剂，工艺操作简便，节约了生产成本。

附图说明

图1为实施例1所制得的新型氧化亚锰＠复合碳电极材料的XRD图。

图2为实施例1所制得的新型氧化亚锰＠复合碳电极材料在1MNa2SO4溶液中、1A/g的电流密度下的性能循环图。