[发明专利]一种线性MnOOH的制备方法及负极材料和应用

说明书

本发明提供了一种线性MnOOH的制备方法及负极材料和应用。所述制备方法包括：将醇胺类溶液和Mn源溶液进行混合后陈化得到所述线性MnOOH，其中，醇胺类物质和Mn源的摩尔比为(0.1～2)：(0.4～1)。本发明所需的原料少，无需高压反应设备，从而减少了MnOOH的制备成本，制备的MnOOH线性结构具有多维离子通道，得到的MnOOH具有电池活性，具有优异的放电性能和循环性能。

技术领域

本发明设计钠离子电池领域，设计一种线性MnOOH的制备方法及负极材料和应用。

背景技术

与锂离子电池相比，钠离子电池在资源和成本方面具有独特优势，同时其在安全性和循环性能上也具有很大潜力，因此钠离子电池被认为是最有希望大规模应用的电化学储能装置。目前常见的钠离子负极材料主要有碳基负极材料、合金类负极材料、氧化物类负极材料等，开发新型钠离子负极材料，有望扩展钠离子电池的应用场景，促进其商业化应用进程。

MnOOH是一种常见的锰元素化合物，MnOOH材料可应用于吸附、催化、电化学等领域，在电化学领域，MnOOH常常作为前驱体制备锂锰氧化物尖晶石结构和其他锰氧化物，被认为是制备锰氧化物最简便实用的前驱体。

CN109607619A公开了一种用于含酚废水处理的形貌可控的MnOOH纳米线的制备方法，以乙二醇、CTAB、LAS为表面活性剂，与KMnO₄混合，将所得溶液在高温高压环境下反应得到MnOOH纳米线。

CN109264786A公开了一种MnOOH制备方法及其应用。将硝酸锰溶液、尿素、无水乙醇与去离子水混合至高压反应釜中于130～150℃反应18～24h得到γ-MnOOH。

CN109455764A公开了一种MnOOH的制备方法。将高锰酸钾和醋酸盐进行水热反应，通过控制反应条件制备出了多种类型MnOOH，包括线型MnOOH、棒状型MnOOH和花状型MnOOH等。

在上述方法中，需要在高温高压条件下进行反应，反应过程复杂，同时CN109607619A和CN109455764A中所用的原材料为高锰酸钾，价格昂贵，限制了大规模生产应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种线性MnOOH的制备方法及负极材料和应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种线性MnOOH的制备方法，所述制备方法包括：

将醇胺类溶液和Mn源溶液进行混合后陈化得到所述线性MnOOH，其中，醇胺类物质和Mn源的摩尔比为(0.1～2)：(0.4～1)，其中所述摩尔比可以是0.1:0.4、0.2:0.4、0.4:0.4、0.6:0.4、0.8:0.4、1:0.4、1.2:0.4、1.4:0.4、1.6:0.4、1.8:0.4、2:0.4、0.1:0.7、0.2:0.7、0.4:0.7、0.6:0.7、0.8:0.7、1:0.7、1.2:0.7、1.4:0.7、1.6:0.7、1.8:0.7、2:0.7、0.1:1、0.2:1、0.4:1、0.6:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1或2:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所需的原料少，无需高压反应设备，从而减少了MnOOH的制备成本，制备的MnOOH线性结构具有多维离子通道。

作为本发明优选的技术方案，所述醇胺类溶液包括乙醇胺溶液、二乙醇胺溶液或三乙醇胺溶液中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：乙醇胺溶液和二乙醇胺溶液的组合、二乙醇胺溶液和三乙醇胺溶液的组合或乙醇胺溶液和三乙醇胺溶液的组合等。

优选地，所述Mn源溶液包括二价金属盐溶液。