[发明专利]石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料及其制法

权利要求书

1.石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，包括以下重量份数配比的配方原料，其特征在于：24-28份无水氯化锌、25-30份六水合硝酸钴、20-25份四水氯化锰、5-7份柠檬酸、5-24份石墨烯、1.5-4份硅烷偶联剂、0.5-1份分散剂，制法包括以及以下实验药品：乙二醇、蒸馏水、无水乙醇、稀盐酸。

2.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述无水氯化锌中ZnCl₂质量分数≥96.5％。

3.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述六水合硝酸钴为Co(NO₃)₂·6H₂O，其中Co(NO₃)₂的质量分数为58.2-60.5％。

4.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述四水氯化锰为MnCl₂·4H₂O，其中MnCl₂质量分数为59.5-61.8％。

5.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述柠檬酸分子式为C₆H₈O₇，质量分数≥95.6％。

6.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述石墨烯为单层石墨烯粉末，规格为片径1-4um厚度0.6-1.2nm。

7.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KBM-602(A-1210)3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

8.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述无水乙醇质量分数为≥99.5％。

9.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述稀盐酸溶液物质的量浓度为2.3-3.5mol/L，质量分数为8-12％。

10.根据权利要求1所述的石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，其特征在于：所述石墨烯负载锌锰钴氧化物的锌离子电池正极材料，制备方法包括以下步骤：

(1)制备ZnMn_1.2-1.65Co_0.35-0.8O₄氧化物：向1000mL烧杯中加入300mL乙二醇和200mL蒸馏水，再依次称取24-28份无水氯化锌、25-30份六水合硝酸、20-25份四水氯化锰和5-7份柠檬酸加入到烧杯中，搅拌均匀后将烧杯中的溶液转移进高压水热自动反应釜中，将温度设置为150-160℃，磁力搅拌转速为1000-1200rpm，反应15-18h，发应完全后将反应釜冷却至室温，并将反应釜中的物料通抽滤除去溶剂，得到金属氧化物前驱体，并使用2000-3000mL蒸馏水洗涤金属氧化物前驱体，然后置于马弗炉中煅烧，升温速率为10℃/min，升温至250-270℃，保持温度煅烧4-5h，煅烧结束后马弗炉停止加热并冷却至室温，将得到的金属氧化物依次使用200-300mL物质的量浓度为2.3-3.5mol/L稀盐酸溶液和3000-4000mL蒸馏水洗涤，并置于烘箱中加热至85-90℃，干燥水分6-8h，得到金属氧化物ZnMn_1.2-1.65Co_0.35-0.8O₄氧化物。

(2)制备石墨烯负载ZnMn_1.2-1.65Co_0.35-0.8O₄的锌离子电池正极材料：向行星球磨机烧杯中加入600mL无水乙醇和上述步骤(1)制备得到的ZnMn_1.2-1.65Co_0.35-0.8O₄氧化物，球磨机公转转速为270-280rpm，自转转速为560-580rpm，球磨12-18h，直至物料全部通过2000目筛网，将无水乙醇和球磨完成的ZnMn_1.2-1.65Co_0.35-0.8O₄氧化物转移进1000mL烧杯中，再向烧杯加入5-24份石墨烯、1.5-4份硅烷偶联剂和0.5-1份分散剂，将烧杯置于超声处理仪中，加热至50-55℃，超声频率为28KHz，进行超声分散处理24-28h，最后将烧杯中的物料过滤除去乙醇得到褐色固体产物，并使用3000-5000mL蒸馏水洗涤固体物，并置于烘箱中加热至90-95℃干燥水分6-8h，得到石墨烯负载ZnMn_1.2-1.65Co_0.35-0.8O₄的锌离子电池正极材料。