一种室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法，包括步骤：将螯合二价锰源和碱金属氢氧化物沉淀剂分别加入到去离子水中，高速搅拌至完全溶解，得到两种溶液；将得到的两种溶液进行混合，并在室温下反应。本发明专利技术的有益效果是：室温一步法制备正极材料的工艺过程简单，对设备没有特殊要求，成本低廉，容易中试放大生产；制备的正极材料主要成分为高活性的锰氧化物，且具有微观的层状晶体结构；锰氧化物具有良好的结晶性、高比表面积、高活性、可逆性和微纳分级的粉体形貌；将其用于中性或近中性水系锌离子二次电池中，材料的比容量较高，在250mAh/g以上，是很好的锌离子二次电池正极材料，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法
本专利技术属于水系锌离子电池
，具体涉及一种高活性层状结构的锌离子电池正极材料的制备方法及其在锌电池正极中的应用。
技术介绍
锌离子电池具有高安全、低成本、绿色环保等技术特征，是理想的储能电池体系之一。特别是基于锰基正极材料的锌离子电池，原材料来源丰富，自诞生以来就受到广泛关注。在碱性电解液条件下，锌-二氧化锰电池可逆性较差，所以一直以来都是作为一次电池使用；在中性及近中性条件下，锌-二氧化锰电池具有较好的可逆性，但是传统电解法制备的锰氧化物正极材料颗粒尺寸大，比表面积小，活性低，而且难以做成大面容量极片进行使用。合成锰氧化物的方法很多，但除了电解法以外，大都需要高温煅烧或高温高压条件，如专利号为CN104211122A的专利技术创造中记载了以硫酸锰和碳酸氢铵为原料，首先制备碳酸锰，随后将其在悬浮分解窑中400℃高温煅烧得到Mn3O4。类似的，专利号为CN111115688A的专利技术创造中记载了采用高温煅烧碳酸锰制备MnO2，热处理温度150～500℃，产物成分复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、原材料溶解：将螯合二价锰源和碱金属氢氧化物沉淀剂分别加入到去离子水中，高速搅拌至完全溶解，得到两种溶液；/n步骤2、一步反应：在快速搅拌和通入含氧气氛的条件下，将步骤1得到的两种溶液进行混合，并在室温下反应1～5h；整个反应过程中均保证持续快速搅拌，并持续通入含氧气氛；/n步骤3、产物的分离：步骤2中两种溶液的混合反应结束，对反应产物进行真空抽滤或者空气压滤后，用去离子水和酒精分别洗涤3～5次；再将抽滤洗涤得到的产物置于烘箱中干燥6～12h后，得到高活性层状锌离子二次电池正极材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、原材料溶解：将螯合二价锰源和碱金属氢氧化物沉淀剂分别加入到去离子水中，高速搅拌至完全溶解，得到两种溶液；
步骤2、一步反应：在快速搅拌和通入含氧气氛的条件下，将步骤1得到的两种溶液进行混合，并在室温下反应1～5h；整个反应过程中均保证持续快速搅拌，并持续通入含氧气氛；
步骤3、产物的分离：步骤2中两种溶液的混合反应结束，对反应产物进行真空抽滤或者空气压滤后，用去离子水和酒精分别洗涤3～5次；再将抽滤洗涤得到的产物置于烘箱中干燥6～12h后，得到高活性层状锌离子二次电池正极材料。


2.根据权利要求1所述室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法，其特征在于：步骤1中锰离子在溶解螯合二价锰源的去离子水中的浓度为0.1～2mol/L，碱金属离子在溶解碱金属氢氧化物沉淀剂的去离子水中的浓度为0.1～8mol/L；螯合二价锰源和碱金属氢氧化物沉淀剂的物质的量之比为(1:2)～(1:10)。


3.根据权利要求1所述室温一步法合成高活性层状锌离子二次电池正极材料的方法，其特征在于：步骤1中螯合二价锰源为乙二胺四乙酸锰钠/钾盐、羟乙基乙二胺四乙酸锰钠/钾盐、二亚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟晓伟，李传强，李卓斌，吕力行，王小荣，来鸣，
申请(专利权)人：浙江浙能中科储能科技有限公司，浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂，浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33