一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，属于锂离子电池负极材料领域，包括：采用共沉淀法合成球形碳酸锰，在其表面包覆一层碳源，在惰性气氛中进行烧结处理，得到前驱体；将前驱体放入盐酸溶液中，分散均匀后，在真空条件下对前驱体内部氧化锰颗粒包覆一层碳源，然后在惰性气氛下进行热处理，得到双碳层包覆氧化锰复合材料。本发明专利技术利用碳酸锰在特定气氛与温度下热处理制备纳米氧化锰颗粒，材料纳米化可以缓解氧化锰负极材料导电性差以及体积膨胀的问题，提高该负极材料的电化学性能；本发明专利技术利用两层碳作为保护层减少氧化锰在长期循环过程中造成的活性物质的损失，同时缓解脱嵌锂过程中的体积膨胀，提高复合材料的电化学性能。

Preparation of a Manganese Oxide Composite Coated with Double Carbon Layer

The invention discloses a preparation method of double carbon layer coated manganese oxide composite material, which belongs to the field of lithium ion battery anode material. It includes: synthesizing spherical manganese carbonate by coprecipitation method, coating a carbon source on its surface, sintering in inert atmosphere, and obtaining precursor; putting precursor into hydrochloric acid solution, dispersing uniformly, and treating precursor in vacuum condition. Manganese oxide particulates were coated with a layer of carbon source and then heat treated in inert atmosphere to obtain double carbon coated manganese oxide composites. The nano-manganese oxide particles are prepared by heat treatment of manganese carbonate in a specific atmosphere and temperature. The nano-materials can alleviate the problem of poor conductivity and volume expansion of manganese oxide negative electrode material and improve the electrochemical performance of the negative electrode material. The invention uses two layers of carbon as a protective layer to reduce the loss of active material caused by manganese oxide in the long-term cycle process, and at the same time to alleviate the removal of the active material. Volume expansion during lithium intercalation improves the electrochemical properties of the composites.

【技术实现步骤摘要】
一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池负极材料领域，涉及一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型的储能元件，具有能量密度大，循环寿命长，工作电压高，无记忆效应，自放电小，工作温度范围宽，绿色环保等优点，已被广泛用于手机、笔记本电脑等便携移动设备中，并在电动汽车以及航天航空、智能电网等领域具有良好的发展潜力，随着科学技术的不断进步，锂离子电池的需求也不断增加，其负极材料是影响锂离子电池性能的关键因素之一。因此发展新的、性能优异的锂离子电池负极材料是很有必要的。目前商业化应用最广泛的是石墨类碳负极材料，但是其有限的理论比容量(372mAhg-1)和倍率性能难以满足日益增长的能源需求。氧化锰(MnO)由于其具有较高的理论比容量(755mAhg-1)和较低的嵌锂电位，作为电池负极材料得到了研究者广泛的关注，但氧化锰负极材料导电性差，锂离子充放电过程中体积膨胀严重，导致其在充放电过程中容量衰减迅速，循环性能较差。为解决这些问题，有研究者通过采用柠檬酸粘合剂辅助复合工艺制得碳包覆氧化锰与石墨烯的复合材料，利用石墨烯良好的导电性来改善氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，包括：采用共沉淀法合成球形碳酸锰，在其表面包覆一层碳源，在惰性气氛中进行烧结处理，得到前驱体；将前驱体放入盐酸溶液中，以除去前驱体中的部分氧化锰，分散均匀后，在真空条件下对前驱体内部氧化锰颗粒包覆一层碳源，然后在惰性气氛下进行热处理，得到所述双碳层包覆氧化锰复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，包括：采用共沉淀法合成球形碳酸锰，在其表面包覆一层碳源，在惰性气氛中进行烧结处理，得到前驱体；将前驱体放入盐酸溶液中，以除去前驱体中的部分氧化锰，分散均匀后，在真空条件下对前驱体内部氧化锰颗粒包覆一层碳源，然后在惰性气氛下进行热处理，得到所述双碳层包覆氧化锰复合材料。2.根据权利要求1所述双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳源为聚多巴胺、酚醛树脂、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种。3.根据权利要求1所述双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的升温制度为：升温速率为1～10℃/min，保温温度为300～600℃，保温时间是2～12h。4.根据权利要求1所述双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，所述热处理采用两段式热处理，其升温制度为：第一段热处理的升温速率为1～5℃/min，保温温度为300～600℃，保温时间为2～12h，第二段热处理的升温速率为1～10℃/min，保温温度为700～1000℃，保温时间为1～6h。5.根据权利要求1所述双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氦气、氩气、氖气、氮气中的一种或多种。6.根据权利要求1～5中任一项所述双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于，所述双碳层包覆氧化锰复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)向含锰盐溶液中加入碳酸盐溶液，进行共沉淀反应，将反应产物经过抽滤、洗涤，所得物料在真空干燥箱中干燥，得到球形碳酸锰；(2)将步骤(1)所得球形碳酸锰分散均匀，在球形碳酸锰表面包覆一层碳源，产物干燥后置于管式炉中，在惰性气氛下进行烧结处理，冷却至室...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晶晶，杨娟，周向阳，程芳燕，孙安涛，蒋敏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43