[发明专利]氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料及其制备方法在审
申请号: | 201810690868.7 | 申请日: | 2018-06-28 |
公开(公告)号: | CN109037608A | 公开(公告)日: | 2018-12-18 |
发明(设计)人: | 童汇;王旭;余荣天;姚嬴赢;张宝;喻万景;郑俊超 | 申请(专利权)人: | 中南大学 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/50;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00 |
代理公司: | 长沙星耀专利事务所(普通合伙) 43205 | 代理人: | 陆僖;宁星耀 |
地址: | 410083 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 碳纳米管 负极复合材料 氧化亚锰 石墨烯 制备 过滤 冷却 氧化石墨烯水溶液 高锰酸盐水溶液 聚阳离子电解质 离子扩散通道 电子导电性 离子导电性 水溶液混合 脱嵌锂离子 倍率性能 环境友好 回流反应 体积效应 颗粒状 碳纳米 粒径 水中 煅烧 洗涤 | ||
1.一种氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于,由以下方法制成:
(1)将碳纳米管分散在高锰酸盐水溶液中,进行回流反应,自然冷却后,过滤,洗涤,干燥,得锰/碳纳米管前驱体;
(2)将步骤(1)所得锰/碳纳米管前驱体与聚阳离子电解质水溶液混合,搅拌,过滤,干燥,得改性锰/碳纳米管前驱体;
(3)将步骤(2)所得改性锰/碳纳米管前驱体在水中分散后,再与氧化石墨烯水溶液混合,搅拌,过滤,干燥,得前驱体/石墨烯混合物;
(4)将步骤(3)所得前驱体/石墨烯混合物在保护性气氛中煅烧,随炉冷却至室温,得氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料。
2.根据权利要求1所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(1)中,所述高锰酸盐水溶液的质量浓度为0.1~5.0mg/mL;所述碳纳米管与高锰酸盐的质量比为0.1~0.5:1。
3.根据权利要求1或2所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(1)中,所述回流反应的温度为60~150℃,时间为2~20h。
4.根据权利要求1~3之一所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(1)中,洗涤方式为用水洗涤3~5次;所述干燥的温度为60~100℃,时间为6~12h。
5.根据权利要求1~4之一所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(2)中,所述聚阳离子电解质水溶液的质量浓度为10~20mg/mL;所述锰/碳纳米管前驱体与聚阳离子电解质的质量比为1:10~50;所述聚阳离子电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚二烯丙基二乙基氯化铵或聚乙烯亚胺中的一种或几种。
6.根据权利要求1~5之一所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(2)中,所述搅拌的时间为2~12h;所述干燥的温度为60~100℃,时间为4~12h。
7.根据权利要求1~6之一所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(3)中,所述改性锰/碳纳米管前驱体在水中分散后的质量浓度为0.05~5.00mg/mL;所述氧化石墨烯水溶液的质量浓度为0.05~5.00mg/mL;所述改性锰/碳纳米管前驱体与氧化石墨烯的质量比为3~8:1;所述干燥的温度为60~100℃,时间为4~12h。
8.根据权利要求1~7之一所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(4)中,所述煅烧是指以速率1~5℃/min升温至500~800℃,煅烧1~5h。
9.根据权利要求1~8之一所述氧化亚锰/碳纳米管/石墨烯负极复合材料,其特征在于:步骤(4)中,所述保护性气氛为氩气和/或氮气。
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