[发明专利]一种制备石墨烯/锰酸钠柔性薄膜的方法及利用其制备水系钠锌复合电池的方法

摘要

一种制备石墨烯/锰酸钠柔性薄膜的方法及利用其制备水系钠锌复合电池的方法，它涉及一种制备石墨烯薄膜的制备方法及利用其制备复合电池的方法。本发明的目的是要解决现有电池正极材料制备过程繁琐，电导率低，电化学性能不稳定的问题。方法：一、制备Na₄Mn₉O₁₈粉末；二、将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声，得到溶液A；三、制备氧化石墨烯/锰酸钠柔性薄膜；四、将氧化石墨烯/锰酸钠柔性薄膜干燥，得到石墨烯/锰酸钠柔性薄膜。本发明制备的石墨烯/锰酸钠柔性薄膜工艺简单，且石墨烯/锰酸钠柔性薄膜具有足够的韧性，可以任意卷曲，可直接裁切作为柔性电极使用。本发明可获得石墨烯/锰酸钠柔性薄膜和水系钠锌复合电池。

主权项

1.一种制备石墨烯/锰酸钠柔性薄膜的方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：一、将Mn₂O₃加入到浓度为5mol/L的NaOH溶液中，再在搅拌速度为300r/min～1200r/min下搅拌反应30min～150min，得到Mn₂O₃溶液；将Mn₂O₃溶液转移至水热反应釜中，再在温度为120℃～250℃下恒温10h～60h，得到反应产物；使用蒸馏水对反应产物清洗3次～5次，再在温度为50℃～100℃下干燥5h～12h，得到Na₄Mn₉O₁₈粉末；步骤一中所述的Mn₂O₃的物质的量与浓度为5mol/L的NaOH溶液的体积比为(1mmol～2mmol):30mL；二、将氧化石墨烯加入到去离子水中，再在室温和超声波功率为800W～1800W下超声分散0.5h～2h，得到溶液A；步骤二中所述的氧化石墨烯的质量与去离子水的体积比为(20mg～40mg):10mL；三、将Na₄Mn₉O₁₈粉末加入到溶液A中，再在超声功率为1000W～2000W下超声分散1h～3h，再倾倒在微孔滤膜上进行真空抽滤3h～5h，再使用蒸馏水对微孔滤膜和抽滤产物清洗3次～5次，再在温度为20℃～80℃下干燥5min～30min，再将微孔滤膜和抽滤产物浸入到特定溶剂中10min～120min，揭下微孔滤膜，得到氧化石墨烯/锰酸钠柔性薄膜；步骤三中所述的特定溶剂为乙醇、丙酮、乙醚和四氯化碳中的一种或其中几种的混合液；步骤三中所述的微孔滤膜为水相微孔过滤膜，孔径为0.1μm～1.2μm；步骤三中所述的Na₄Mn₉O₁₈粉末的质量与溶液A的体积比为(10mg～30mg):10mL；四、将氧化石墨烯/锰酸钠柔性薄膜在温度为200℃～240℃下热处理1h～3h，得到石墨烯/锰酸钠柔性薄膜；步骤四中所述的石墨烯/锰酸钠柔性薄膜的厚度为10μm～50μm。