本发明专利技术公开了MnO‑Cr2O3‑石墨烯复合材料的制备及在锂离子电池负极中的应用，复合材料的制备包括氧化石墨烯的合成和MnO‑Cr2O3‑石墨烯复合材料的制备这两个步骤。本发明专利技术提供的复合材料具有优异的倍率性能和优异的循环性能，即使在大电流下循环材料亦能保持良好的结构稳定性。本发明专利技术复合材料的这些优点可能与制备方法中高锰酸钾和重铬酸钾的重量份之比有关，二者的重量份之比为4～6:1时，所制备的复合材料性能最优。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了MnO?Cr2O3?石墨烯复合材料的制备及在锂离子电池负极中的应用，复合材料的制备包括氧化石墨烯的合成和MnO?Cr2O3?石墨烯复合材料的制备这两个步骤。本专利技术提供的复合材料具有优异的倍率性能和优异的循环性能，即使在大电流下循环材料亦能保持良好的结构稳定性。本专利技术复合材料的这些优点可能与制备方法中高锰酸钾和重铬酸钾的重量份之比有关，二者的重量份之比为4～6:1时，所制备的复合材料性能最优。【专利说明】Mn〇-Cr2〇3-石墨稀复合材料的制备及在裡离子电池负极中的 应用
本专利技术属于能源领域，设及石墨締电池材料，具体设及MnO-化2〇3-石墨締复合材料 的制备及在裡离子电池负极中的应用。
技术介绍
儘氧化物由于其原料丰富、价格低廉W及环境友好等优点，广泛用于超级电容器、 裡离子电池电极材料、燃料电池等能量储存及转换装置中。其中，MnO由于结构稳定，具有高 达755mAh/g的理论比容量，被广泛研究作为裡离子电池负极。但是，与其他过渡金属氧化物 相似，MnO电子电导率较低，因而倍率性能较差。同时，转换反应过程中，MnO表现出较大的体 积膨胀，导致活性物质在充放电过程中从集流体脱落，容量迅速衰减。 通常，将过渡金属氧化物的纳米颗粒负载到具有高电子电导率的碳材料(如石墨 締、碳纳米管等)骨架上，能够有效地提高材料的电子电导率，从而提高材料的倍率性能。但 是，即使过渡金属氧化物纳米颗粒负载在碳材料上，其体积膨胀并不能得到很好的改善，大 电流和较长循环周期下，仍表现较明显的容量衰减。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种MnO-化2〇3-石墨締复合材料，W降低体 积膨胀，减少大电流和较长循环周期下的容量衰减。 本专利技术的上述目的是通过下面的技术方案得W实现的： 一种MnO-化2化-石墨締复合材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤Sl，氧化石墨締的合成:取0.5g膨胀石墨与60ml浓硫酸揽拌混合，加入0.5g硝 酸钢，并缓慢加入3g高儘酸钟和重铭酸钟的混合物，揽拌过夜;去除溶液上层漂浮的未反应 的膨胀石墨，将混合溶液倒入240mlS蒸水中揽拌，待烧杯冷却后，加入IOml质量分数为 30 %的双氧水，得到亮黄色的氧化石墨締溶液;离屯、并用=蒸水洗涂4~5次，得到栋黄色的 氧化石墨締溶胶;其中，所述高儘酸钟和重铭酸钟的重量份之比为4~6:1;[000引步骤S2 ,MnO-化20厂石墨締复合材料的制备:取0.5g聚环氧乙烧-聚环氧丙烷-聚环 氧乙烧S嵌段共聚物P123溶于100mL水中，剧烈揽拌至产生大量泡沫后，加入Ig步骤Sl制备 的氧化石墨締溶胶，揽拌30min后将得到的黄色氧化石墨締溶液转入80°C水浴中；随后，向 氧化石墨締溶液中加入6ml质量分数为50 %的硝酸儘溶液和3g高儘酸钟，反应10min后，加 入0.5g化咯；W上混合物80°C水浴中反应1化后经抽滤、洗涂、烘干得到前驱体;将前驱体转 入化气氛管式炉中，1000 °C般烧化，即得到最终产物。 进一步地，所述的MnO-化2〇3-石墨締复合材料的制备方法步骤Sl中，所述高儘酸钟 和重铭酸钟的重量份之比为5:1。 所述的MnO-CnOs-石墨締复合材料在制备裡离子电池负极中的应用。本专利技术的优点： 本专利技术提供的Mn〇-Cn〇3-石墨締复合材料作为裡离子电池负极，表现出良好的倍 率性能，能够降低体积膨胀，减少大电流和较长循环周期下的容量衰减，在5和lOA/g的大电 流密度下，仍能表现出优异的循环性能。【具体实施方式】 下面结合实施例进一步说明本专利技术的实质性内容，但并不W此限定本专利技术保护范 围。尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可W对 本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和范围。 实施例l:Mn〇-化地3-石墨締复合材料的制备[001引一种MnO-CnOs-石墨締复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤Sl，氧化石墨締的合成:取0.5g膨胀石墨与60ml浓硫酸揽拌混合，加入0.5g硝 酸钢，并缓慢加入3g高儘酸钟和重铭酸钟的混合物，揽拌过夜;去除溶液上层漂浮的未反应 的膨胀石墨，将混合溶液倒入240mlS蒸水中揽拌，待烧杯冷却后，加入IOml质量分数为 30 %的双氧水，得到亮黄色的氧化石墨締溶液;离屯、并用=蒸水洗涂4~5次，得到栋黄色的 氧化石墨締溶胶;其中，所述高儘酸钟和重铭酸钟的重量份之比为5:1; 步骤S2，Mn〇-Cr2〇3-石墨締复合材料的制备：取0.5g聚环氧乙烧-聚环氧丙烷-聚环 氧乙烧S嵌段共聚物P123溶于100mL水中，剧烈揽拌至产生大量泡沫后，加入Ig步骤Sl制备 的氧化石墨締溶胶，揽拌30min后将得到的黄色氧化石墨締溶液转入80°C水浴中；随后，向 氧化石墨締溶液中加入6ml质量分数为50 %的硝酸儘溶液和3g高儘酸钟，反应10min后，加 入〇.5g化咯；W上混合物80°C水浴中反应1化后经抽滤、洗涂、烘干得到前驱体;将前驱体转 入化气氛管式炉中，1000 °C般烧化，即得到最终产物。 -种Mn〇-Cr2〇3-石墨締复合材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤Sl，氧化石墨締的合成:取0.5g膨胀石墨与60ml浓硫酸揽拌混合，加入0.5g硝 酸钢，并缓慢加入3g高儘酸钟和重铭酸钟的混合物，揽拌过夜;去除溶液上层漂浮的未反应 的膨胀石墨，将混合溶液倒入240mlS蒸水中揽拌，待烧杯冷却后，加入IOml质量分数为 30 %的双氧水，得到亮黄色的氧化石墨締溶液;离屯、并用=蒸水洗涂4~5次，得到栋黄色的 氧化石墨締溶胶;其中，所述高儘酸钟和重铭酸钟的重量份之比为4:1; 步骤S2 ,MnO-化2〇3-石墨締复合材料的制备:取0.5g聚环氧乙烧-聚环氧丙烷-聚环 氧乙烧S嵌段共聚物P123溶于100mL水中，剧烈揽拌至产生大量泡沫后，加入Ig步骤Sl制备 的氧化石墨締溶胶，揽拌30min后将得到的黄色氧化石墨締溶液转入80°C水浴中；随后，向 氧化石墨締溶液中加入6ml质量分数为50 %的硝酸儘溶液和3g高儘酸钟，反应10min后，加 入〇.5g化咯；W上混合物80°C水浴中反应1化后经抽滤、洗涂、烘干得到前驱体;将前驱体转 入化气氛管式炉中，1000 °C般烧化，即得到最终产物。 实施例3 :Mn〇-化地3-石墨締复合材料的制备 一种Mn〇-Cr2〇3-石墨締复合材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤Sl，氧化石墨締的合成:取0.5g膨胀石墨与60ml浓硫酸揽拌混合，加入0.5g硝 酸钢，并缓慢加入3g高儘酸钟和重铭酸钟的混合物，揽拌过夜;去除溶液上层漂浮的未反应 的膨胀石墨，将混合溶液倒入240mlS蒸水中揽拌，待烧杯冷却后，加入IOml质量分数为 30 %的双氧水，得到亮黄色的氧化石墨締溶液;离屯、并用=蒸水洗涂4~5次，得到栋黄色的 氧化石墨締溶胶;其中，所述高儘酸钟和重铭酸钟的重量份之比为6:1; 步骤S2 ,MnO-化2〇3-石墨締复合材料的制备:取0.5g聚环氧乙烧-聚环氧丙烷-聚环 氧乙烧S嵌段共聚物P123溶于100mL水中，剧烈揽拌至产生大量泡沫后，加入Ig步骤Sl制备 的氧化石墨締溶胶，揽拌30min后将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种MnO‑Cr2O3‑石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，氧化石墨烯的合成：取0.5g膨胀石墨与60ml浓硫酸搅拌混合，加入0.5g硝酸钠，并缓慢加入3g高锰酸钾和重铬酸钾的混合物，搅拌过夜；去除溶液上层漂浮的未反应的膨胀石墨，将混合溶液倒入240ml三蒸水中搅拌，待烧杯冷却后，加入10ml质量分数为30％的双氧水，得到亮黄色的氧化石墨烯溶液；离心并用三蒸水洗涤4～5次，得到棕黄色的氧化石墨烯溶胶；其中，所述高锰酸钾和重铬酸钾的重量份之比为4～6:1；步骤S2，MnO‑Cr2O3‑石墨烯复合材料的制备：取0.5g聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物P123溶于100ml水中，剧烈搅拌至产生大量泡沫后，加入1g步骤S1制备的氧化石墨烯溶胶，搅拌30min后将得到的黄色氧化石墨烯溶液转入80℃水浴中；随后，向氧化石墨烯溶液中加入6ml质量分数为50％的硝酸锰溶液和3g高锰酸钾，反应10min后，加入0.5g吡咯；以上混合物80℃水浴中反应12h后经抽滤、洗涤、烘干得到前驱体；将前驱体转入N2气氛管式炉中，1000℃煅烧2h，即得到最终产物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，
申请(专利权)人：陈波，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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