一种由锰矿尾矿浸出液制备水系锌离子电池用三氧化二锰/四氧化三铁复合正极材料的方法技术

技术编号：40947005 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-18 20:20

本发明专利技术公开了一种由锰矿尾矿浸出液制备水系锌离子电池用三氧化二锰/四氧化三铁（Mn<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;）复合正极材料的方法。量取一定体积的锰矿尾矿浸出液，在常温搅拌下逐滴加入沉淀剂氨水溶液，待滴加结束后继续反应一定时间，然后常温静置，最后进行离心分离、洗涤、冷冻干燥至恒重获得前驱体；将前驱体在空气气氛下800℃烧结处理，最终得到Mn<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;复合正极材料。本发明专利技术为锰矿尾矿的资源化利用提供了新思路和新方法。另外，本发明专利技术方法简单、成本低、产率高、制备条件易于控制，适用于大规模生产，制备的Mn<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;复合材料作为锌离子电池正极材料具有优异的倍率性能以及较好的循环性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水系锌离子电池正极材料的，具体涉及一种由锰矿尾矿浸出液制备水系锌离子电池用三氧化二锰/四氧化三铁（mn2o3/fe3o4）复合正极材料的方法。

技术介绍

1、锰矿是极其重要的战略矿产资源之一，随着现代科学技术的快速发展，对锰资源的依赖性愈发增强。由于我国锰矿石品位低、含杂质程度高、精加工性能不理想造成了大量尾矿被堆积起来，存在潜在的环境风险，也造成了资源的巨大浪费。因此，锰矿尾矿的资源化研究和利用迫在眉睫。近年来，水系锌离子电池(zibs)因其理论容量高、成本低、工艺简单、安全性好等优点越来越受到人们的关注。正极材料是决定zibs电化学性能的重要因素。其中，锰氧化物电极材料具有原材料储量丰富、容量大、氧化还原电位高、毒性低等优点，被认为是最有前途的正极材料之一。然而，由于锰氧化物存在导电性差以及在电解液中容易溶解的缺点，严重影响了其储锌性能。近年来，研究者们开发了一系列改性方法，其中两种氧化物复合，利用两相的协同作用和异质界面，能够有效地改善锰氧化物的储锌性能。但是，通过文献调研可知，锰氧化物基复合电极材料的制备主要以纯试剂为原料，制备成本相对较高，制备方法也相对复杂。从实际应用角度来看，开发低成本、简便的锰氧化物及其复合材料的制备方法对锰氧化物在zibs中的大规模应用具有重要意义。为此，本专利技术提出一种直接由锰矿尾矿浸出液制备水系锌离子电池用三氧化二锰/四氧化三铁（mn2o3/fe3o4）复合正极材料的方法。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种由锰矿尾

2、具体步骤为：

3、(1) 调节锰矿尾矿浸出液中锰、铁的物质量浓度，使锰的物质量浓度为0.137mol/l，铁的物质量浓度为0.067 mol/l；

4、(2) 量取25 ml步骤(1)所得的锰矿尾矿浸出液放入烧杯中，在常温搅拌下向烧杯中逐滴加入1 mol/l的氨水溶液150~210 ml，待滴加结束后继续反应3小时，然后常温静置12小时，最后进行离心、洗涤、冷冻干燥至恒重获得前驱体；

5、(3) 将步骤(2)所得的前驱体转移至马弗炉中，在空气气氛下从室温加热至800℃，升温速度5 ℃/分钟，并在800 ℃条件下保温2小时，得到mn2o3/fe3o4复合正极材料。

6、本专利技术的优点：本专利技术可直接由锰矿尾矿浸出液制备高性能的锌离子电池用mn2o3/fe3o4复合正极材料，为锰矿尾矿的资源化利用提供了新思路和新方法，具有巨大的环境和经济双重效益。另外，本专利技术方法简单、成本低、产率高、制备条件易于控制，适用于大规模生产，制备的mn2o3/fe3o4复合正极材料作为锌离子电池正极材料具有优异的倍率性能以及较好的循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种由锰矿尾矿浸出液制备水系锌离子电池用三氧化二锰/四氧化三铁（Mn2O3/Fe3O4）复合正极材料的方法，其特征在于具体步骤为：

【技术特征摘要】

1.一种由锰矿尾矿浸出液制备水系锌离子电池用三氧化二锰/四氧化三铁（...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金环，黄启泽，李延伟，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：

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