一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料、制备方法及应用，工艺简单，成本低廉，可放大生产，具有良好的产业化应用前景。本发明专利技术的电极材料由一系列渗氮量不同的锰氮化物及表面包覆的多孔碳组成，材料中氮元素含量和碳包覆层厚度可控，具有良好的碳层包覆形貌，粒径为亚微米级或微米级，形貌均一，可作为水系锌离子电池的新型正极材料。本发明专利技术的电极材料表现出比传统锰氧化物材料和未进行碳包覆的锰氮化物材料更优异的容量与循环稳定性，是一种极具前景的水系锌离子电池新型正极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电极材料制备，涉及一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料、制备方法及应用。

技术介绍

1、发展新一代绿色可再生能源来逐步取代目前以石油煤炭为主的能源供应体系成为目前能源革命的主要方向，这需要大力发展电化学储能系统。作为当今应用最为广泛的二次电池，锂离子电池受制于全球锂矿资源总量有限、制造成本上升、有机电解液有毒且易燃等关键问题，阻碍了其进一步发展。

2、水系锌离子电池采用锌金属负极和水系电解液，具有资源丰富、生产成本低和稳定安全等优点，有着巨大的发展和应用潜力。水系锌离子电池的结构中，正极材料是影响其能量密度和功率密度的重要因素，主要包括锰基、钒基、普鲁士蓝及其类似物和有机聚合物这几类。其中锰基材料主要以锰氧化物为代表，它们晶体结构多样，具有较为理想的容量和工作电压，被广泛研究，但同时锰氧化物正极材料也存在着制备工序繁杂、材料结构稳定性差、电化学性能不稳定和储能机理不清楚等棘手问题。传统锰氧化物正极材料的这些问题极大地制约了锰基正极材料和水系锌-锰电池的进一步发展与实际运用。

3、因此，亟需研究和开发新型锰基正极材料以及简单有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料，其特征在于，是由锰氮化物以及包覆于其表面的多孔碳组成，其中，所述锰氮化物选自Mn4N、MnN、Mn6N2.58、Mn2N0.86或Mn3N2中的任一种。

2.权利要求1所述一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锰源选自金属锰粉、锰金属有机框架、锰氧化物或锰盐中的任一种或几种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氮源选自氮气、氨气或尿素中的任一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备...

【技术特征摘要】

1.一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料，其特征在于，是由锰氮化物以及包覆于其表面的多孔碳组成，其中，所述锰氮化物选自mn4n、mnn、mn6n2.58、mn2n0.86或mn3n2中的任一种。

2.权利要求1所述一种多孔碳包覆锰氮化物电极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锰源选自金属锰粉、锰金属有机框架、锰氧化物或锰盐中的任一种或几种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氮源选自氮气、氨气或尿素中的任一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的具体方法为：将锰源、氮源置于高温管式炉中，检查管路的气密性，预通入渗氮气体或惰性气体，排出管路及样品表面吸附的空气；随后管式炉升温，进行渗氮处理，得到块状锰氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐茂文，刘永航，马彦东，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：