【技术实现步骤摘要】
一种三元掺杂二氧化锰@碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于锌离子电池领域,涉及一种三元掺杂二氧化锰
@
碳纳米管复合材料的制备方法,尤其涉及一种三元掺杂二氧化锰
@
碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
。
技术介绍
[0002]利用低成本
、
高安全性的储能装置,实现可再生能源的一体化和电气化
。
在这方面,可充电水系锌离子电池由于其在地球上的丰富来源
、
不易燃的电解质
、
生态友好和高能量密度,近年来重新点燃了广泛的研究活动
。
尽管有这些优点,但值得注意的是,水系锌离子电池的关键挑战是探索合适的阴极材料
。
其中
MnO
x
,如
MnO2、Mn3O4、Mn2O3和
MnO
,以其工作电位高
、
比容量大
、
价格低廉
、
无毒
、
制备简便等特点而突出
。
这些优点使得
Zn/MnO
x
系统在电网规模的储能部署中具有吸引力
。
[0003]为了将
MnO
x
推向实际应用,大量研究致力于开发可能的替代方案,并丰富其基本机理理解
。
然而,
MnO
x
通常具有反应迟缓动力学和电化学不稳定性
。
研究表明, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种三元掺杂二氧化锰
@
碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:(1)将过硫酸铵和金属盐溶于第一溶剂中进行第一混合得到溶液
A
,将碳纳米管和锰盐溶于第二溶剂中进行第二混合得到溶液
B
;(2)将步骤(1)所述溶液
B
滴加入溶液
A
中进行第三混合得到反应产物前驱体;(3)对步骤(2)所述反应产物前驱体进行水热反应得到所述三元掺杂二氧化锰
@
碳纳米管复合材料
。2.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述金属盐包括铁盐
、
钴盐和镍盐;所述铁盐
、
钴盐和镍盐分别独立地在第一溶剂中的浓度为
0.015~0.045mol/L
;所述过硫酸铵在第一溶剂中的浓度为
0.225~0.675mol/L
;步骤(1)所述第一混合的温度为
45~85℃
;步骤(1)所述第一混合的速率为
450~550rpm
;步骤(1)所述第一混合的时间为
15~45min。3.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述锰盐包括硫酸锰
、
硝酸锰
、
氯化锰或醋酸锰中的任意一种或至少两种的组合;所述锰盐在第二溶剂中的浓度为
0.15~0.45 mol/L
;所述碳纳米管的内径为
2~15nm
;所述碳纳米管占碳纳米管和锰盐总质量的质量分数为
20~30%
;步骤(1)所述第二混合的温度为
20~30℃
;步骤(1)所述第二混合的速率为
450~550rpm
;步骤(1)所述第二混合的时间为
30~60min。4.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述溶液
B
和溶液
A
的体积比为
(0.8~1.2):1
;步骤(2)所述滴加的速率为
18~118
μ
L/s
;步骤(2)所述第三混合的搅拌速率为
450~550 rpm
;步骤(2)所述第三混合的搅拌温度为
45~85℃
;步骤(2)所述第三混合在滴加完成后继续搅拌
6~12h。5.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述水热反应的时间为
8~12h
;步骤(3)所述水热反应的温度为
105~130℃
;步骤(3)所述水热反应后对水热反应产物进行离心
、
洗涤
、
烘干和研磨得到所述三元掺杂二氧化锰
@
碳纳米管复合...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡超权,高宁,许雪冰,李畅,宋洋,李琳,
申请(专利权)人:中国科学院过程工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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