一种棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料，所述复合材料为部分石墨化的无定形碳包覆在棒状四氧化三锰表面得到的一维棒状结构，长度为300～800nm，横截面直径为40～90nm。本发明专利技术制备的四氧化三锰/碳复合材料尺寸均一，由部分石墨化的无定形碳包覆棒状四氧化三锰得到核壳结构，在钠离子电池电极材料应用中缩短了离子和电子的迁移距离，有效缓解了钠离子嵌入脱出带来的电极材料体积膨胀的问题，而且碳的加入增强了四氧化三锰的电导率。该复合材料作为负极材料在钠离子电池中表现出稳定的循环性能和良好的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于电池负极材料
，具体涉及一种棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着电动汽车和大规模智能电网的快速发展，锂资源储量将无法满足锂离子电池的巨大需求，因此，亟需发展下一代综合性能优异的电池体系。而和锂处于同一族的钠，和锂具有相似的物化性质，而且钠资源储量大，价格便宜，分布广泛，易于获取，非常适合电网和其它大规模储能应用，有可能成为锂离子电池的替代品之一。由于钠离子和锂离子相似的化学性质，所以在钠离子电池电极材料的研发过程中可以借鉴锂离子电池的经验，过渡金属氧化物因为具有较高的容量早已被广泛研究作为锂离子电池的电极材料，该类型材料也可以作为有潜力的钠离子电池嵌钠材料。四氧化三锰的低成本和高比容量特性使其成为钠离子电池理想的候选材料。同时，与其他过渡金属氧化物相比电压电位低也使其适合作为钠离子电池的负极材料。然而由于较差的循环稳定性和衰减较快使得四氧化三锰的应用受到严重限制，这主要是因为在充放电过程中，钠离子的嵌入脱出使电极材料体积发生很大变化，从而使微观结构坍塌。目前通常采用两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料，其特征在于：所述复合材料为部分石墨化的无定形碳包覆在棒状四氧化三锰表面得到的一维棒状结构，长度为300～800nm，横截面直径为40～90nm。

【技术特征摘要】
1.一种棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料，其特征在于：所述复合材料为部分石墨化的无定形碳包覆在棒状四氧化三锰表面得到的一维棒状结构，长度为300～800nm，横截面直径为40～90nm。2.根据权利要求1所述的四氧化三锰/碳复合材料，其特征在于，四氧化三锰/碳复合材料表面部分石墨化的无定形碳包覆层厚度为5-10nm。3.一种权利要求1或2所述的棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：1)制备棒状二氧化锰：将锰盐水溶液和氧化剂水溶液混合均匀，然后将得到的混合溶液转移到具有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，经水热反应得到棒状二氧化锰；2)制备前驱体：将步骤1)所得棒状二氧化锰超声分散于去离子水中并置于冰浴中降温，得到二氧化锰分散液，将去离子水和有机酸超声分散均匀后加入苯胺单体，搅拌均匀得到混合液，将所得混合液缓慢滴加到所述二氧化锰分散液中，0～5℃下搅拌得到悬浮液，将悬浮液进行抽滤并分别用去离子水和无水乙醇洗涤后干燥得到前驱体；3)制备棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合材料：将步骤2)所得前驱体烧结得到棒状核壳结构的四氧化三锰/碳复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱，董文达，王佩琪，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42