【技术实现步骤摘要】
聚电解质插层二氧化锰的制备方法及其应用
[0001]本专利技术涉及无机
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有机复合材料制备方法
,具体涉及一种聚电解质插层二氧化锰的电化学制备方法及其在水系锌离子电池器件中的应用。
技术背景
[0002]随着科技和工业的不断快速发展,能源日渐成为了人们目前最受关注的主题之一。但是在工业社会发展过程中,石油、天然气、煤炭等化石能源的过度消耗,促使了一些新型能源(太阳能、风能、潮汐能等)的迅速发展,然而这些可再生能源都属于间歇性能源,稳定性较差,因此能源的存储和有效地利用至关重要。可充放电的离子电池恰好是能源存储与释放的最佳选择。
[0003]锰基复合材料一直被认为是传统离子电池和超级电容器的主体材料,尤其被认为是具有较高理论容量的水系锌离子电池正极材料。但是纯的二氧化锰的存储能力和循环稳定性较差,而且容量的利用率较低,目前仍然面临着巨大的挑战,主要原因是离子的嵌入/脱嵌过程中引起的相变以及循环过程中随之而来的结构坍塌。
[0004]拓宽层状二氧化锰的层间结构可以有效提升氧化锰基储能器件的性能。通过原位电化学的方法制备聚电解质插层的二氧化锰有助于解决上述所遇到的困难和挑战,尽管聚电解质插层的金属氧化物复合材料在很早前就被提出,但是传统的制备方法工艺复杂、反应难以控制、成本较高。使用电化学的方法制备聚电解质插层的二氧化锰弥补了传统技术的缺点和不足,大大提升了二氧化锰材料在离子电池中的存储能力和循环寿命。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚电解质插层二氧化锰的制备方法,其特征在于包括以下步骤:S1、将锰盐和聚电解质分散于去离子水中,搅拌完全溶解后形成均匀溶液;S2、利用原位电化学方法在三电极体系中,以步骤S1得到溶液为沉积液,通过无机
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有机界面反应,在集流体上将聚电解质插入二氧化锰层间;S3、在烘箱中干燥后形成聚电解质插层的二氧化锰。2.根据权利要求1所述的聚电解质插层二氧化锰的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中锰盐为醋酸锰、硝酸锰、氯化锰、碳酸锰或硫酸锰中的一种。3.根据权利要求1或2所述的聚电解质插层二氧化锰的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中聚电解质为聚阳离子电解质、聚阴离子电解质或两性高分子电解质中的一种。4.根据权利要求3所述的聚电解质插层二氧化锰的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中锰盐、聚电解质与去离子水的质量比为10:1
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20:2500。5.根据权利要求1或4所述的聚电解质插层二氧化锰的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中所述原位电化学方法为恒电位法、恒电流法、循环伏安法或恒电流充放电法中的一种或者几种。6.根据权利要求5所述的聚电解质插层二氧化锰的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中恒电位法条件为:电压为0.8
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1.2V,时间为10s
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3600s;恒电流法条件为:电流密度为5
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100mA/cm2,时间为10s
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3600s;循环伏安法条件为:扫速为0.1
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5mV/s,电压窗口为
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0.4~0.5
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0.8~1.2V,圈数为1
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100圈;恒电流充放电法条件为:电流为0.1
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100mA/cm2,电压窗口为
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0.4~0.5
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0.8~1.2V,圈数为1
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100圈。7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:邵智鹏,傅杰财,谢二庆,张亚雄,郭洪州,延剑锋,崔晓莎,
申请(专利权)人:兰州大学,
类型:发明
国别省市:
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