[发明专利]一种Mn

说明书

本发明公开了一种Mn₂O₃柔性纳米纤维的制备方法及其应用，该方法包括如下步骤：1)配置纺丝液：将聚乙烯吡咯烷酮与无水乙醇混合形成溶液a，将乙酸锰与醋酸、无水乙醇、蒸馏水混合形成溶液b，然后将溶液a与溶液b混合，充分搅拌均匀，得到纺丝液；2)静电纺丝：将步骤1)所得的纺丝液置入静电纺丝装置中，调节喷嘴至转轮的距离进行静电纺丝，得到纺好后的Mn(Ac)₂/PVP纤维毡；3)碳化处理：将步骤2)所得的Mn(Ac)₂/PVP纤维毡依次进行干燥处理和煅烧处理，最后自然冷却至室温，即可。本发明制备的Mn₂O₃柔性纳米纤维不仅能够实现高的导电率，在一定程度上降低电池内阻，同时该方法也增加了电池的容量，并能有效提高电池的折叠稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池材料领域，具体地指一种Mn₂O₃柔性纳米纤维的制备方法及其应用。

背景技术

随着化石能源的日渐消耗，人类需要寻求新的能源来满足日益增长的需求，如太阳能、风能等。人类在开发新的能源同时也在研究一些新的储能器件，如超级电容器、锂电池等，其中超级电容器相比电池来说具有较高的功率密度，环境友好且安全，有望成为未来新型绿色能源。超级电容器根据储能原理可以分为双电层电容器和赝电容器，其中双电层电容器一般使用多孔碳作为电极材料，而赝电容器相比双电层电容器具有较高的比电容，因而引起广泛的关注。

赝电容器的电极材料主要使用的是一些过渡金属氧化物及导电高分子等，在这些过渡金属氧化物中，MnO_X价格便宜、环境友好，Mn元素的价态比较多，如有+2、+3、+4和+6价态，其中关于Mn⁴⁺的研究比较多，而Mn₂O₃作为电容器电极材料研究的比较少。此外，一些研究表明电极结构对电极性能有重要的影响，目前有MnO_X电极材料被制成颗粒状、空心球结状、多孔状的结构，但是这些结构的比表面积低，导电率也相对较低，影响了电极性能。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种Mn₂O₃柔性纳米纤维的制备方法，该方法制备的Mn₂O₃柔性纳米纤维不仅能够实现高的导电率，在一定程度上降低电池内阻，同时该方法也增加了电池的容量，并能有效提高电池的折叠稳定性。此外，本发明还提供了一种Mn₂O₃柔性纳米纤维的应用。

为实现上述第一发明目的，本发明提供一种Mn₂O₃柔性纳米纤维的制备方法，包括如下方法：

1)配置纺丝液：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与无水乙醇混合形成溶液a，将乙酸锰(Mn(Ac)₂·4H₂O)与醋酸、无水乙醇、蒸馏水混合形成溶液b，然后将溶液a与溶液b混合，充分搅拌均匀，得到纺丝液；

2)静电纺丝：将步骤1)所得的纺丝液置入静电纺丝装置中，调节喷嘴至转轮的距离进行静电纺丝，得到纺好后的Mn(Ac)₂/PVP纤维毡；

3)碳化处理：将步骤2)所得的Mn(Ac)₂/PVP纤维毡依次进行干燥处理和煅烧处理，最后自然冷却至室温，即可。

上述技术方案中，所述步骤1)中，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与无水乙醇的固液比为1：5～20(g/mL)。

上述技术方案中，所述步骤1)中，醋酸、无水乙醇、蒸馏水的体积比为1：(0.5～1)：(0.5～1)；所述乙酸锰(Mn(Ac)₂·4H₂O)与醋酸、无水乙醇、蒸馏水三者混合液的固液比为1：5～10(g/mL)。