[发明专利]一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料，其包括以下重量百分比的组分：硫酸锰1.81‑3.21％；硫酸铵7.85‑9.61％；碳酸钠6.30‑7.72％；乙醇0‑80.47％；蒸馏水0‑83.92％。本发明还提供了一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料的制备方法，包括以下步骤：将材料混合后获得溶液(A)；将溶液(A)在50‑200℃下微波水热反应10‑45分钟获得悬浊液(B)；将悬浊液(B)经过滤、洗涤以及干燥获得粉末(C)；将粉末(C)高温煅烧制备出四氧化三猛负极材料。本发明相较于现有技术大幅缩短反应时间，有效地提高了四氧化三锰负极材料的制备效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料及其制备方法，其中的四氧化三锰负极材料具体指纳米球形四氧化三锰负极材料。

背景技术

自1970年第一个锂离子电池出现后，锂离子电池受到国内外研究人员的青睐。作为锂离子电池的重要组成部分，负极材料对锂离子电池的能量密度起着决定性作用，已成为如今电池研发的热点问题。目前使用最广泛的负极材料为嵌入式负极材料，碳负极材料则为其中的典型代表。然而，碳负极材料受制于其较低的理论容量，大大限制了锂离子电池的发展与应用。

在这样的背景下，转换反应式负极材料凭借着其较高的能量密度引起了广泛关注，常见的转换反应是负极材料主要有过渡金属氧化物。其中，由于合成原料资源丰富，四氧化三锰已成为研究者们研究的重点材料。

中国专利CN201710247266公开了一种锂离子电池用碳包覆四氧化三锰多面体负极材料的制备方法，采用一步水热法得到Mn304中空多面体材料，以盐酸多巴胺作为碳源，通过在氩气环境下灼烧使聚多巴胺碳化在多面体表面。因而，该公开专利文献揭示了采用水热法合成四氧化三锰的方法，根据其说明书可知，其水热时间需要14个小时，所需反应的时间较长，从而影响了四氧化三锰负极材料的制备效率。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种可以有效地提高制备效率的基于微波水热法的四氧化三锰负极材料及其制备方法。

为此，一方面，本发明提供了一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料，其包括以下重量百分比的组分：

进一步地，上述一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料包括以下重量百分比的组分：硫酸锰1.99-2.91％；硫酸铵7.9-9.59％；碳酸钠6.34-7.7％；乙醇35.99-80.25％；蒸馏水45.6-83.74％。

进一步地，上述一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料包括以下重量百分比的组分：硫酸锰2.02-2.65％；硫酸铵7.91-9.51％；碳酸钠6.36-7.64％；乙醇36.24-79.64％；蒸馏水45.93-83.2％。

进一步地，上述一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料包括以下重量百分比的组分：硫酸锰2.2-2.46％；硫酸铵8.6-8.68％；碳酸钠6.9-6.97％；乙醇36.24-36.33％；蒸馏水45.93-46.03％。

进一步地，上述一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料包括以下重量百分比的组分：硫酸锰2.22％；硫酸铵8.66％；碳酸钠6.95％；乙醇36.24％；蒸馏水45.93％。

进一步地，上述硫酸锰为一水硫酸锰、四水硫酸锰或者无水硫酸锰。

另一方面，本发明提供了一种基于微波水热法的四氧化三锰负极材料的制备方法，其包括以下步骤：

1)根据上述的配比将材料混合后获得溶液(A)；

2)将溶液(A)移入微波水热反应釜中，在50-200℃下反应10-45分钟获得悬浊液(B)；

3)将悬浊液(B)经过滤、洗涤以及干燥获得粉末(C)；