一种含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法技术

技术编号:41706348 阅读:20 留言:0更新日期:2024-06-19 12:37
本发明专利技术公开了一种含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,该方法包括如下步骤:步骤1,取KMnO<subgt;4</subgt;和尿素溶于去离子水中,加入二价锰盐和钙盐,室温搅拌混合;步骤2,将步骤1得到的混合溶液置于120~180℃的条件下进行水热反应,反应时间为12~36h,反应结束后冷却至室温,抽滤并洗涤,在真空干燥箱干燥;步骤3,将步骤2得到的产物在惰性气体的保护下,以2‑10℃/min升温速率升至300~400℃,煅烧1.5~5h。本发明专利技术利用阴阳离子双掺杂策略实现对Ca、N的同步掺杂及Mn空位的引入,即实现对氧化锰层间环境和主层板的协同调控;最终得到的含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用作锌离子电池正极不仅具有优异的倍率容量,而且显示了出色的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料制备,具体而言,涉及一种含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法


技术介绍

1、氧化锰材料是水系锌离子电池正极材料中最具有发展潜力的材料。然而,在实际应用中,由于氧化锰的电子/离子电导率低、扩散动力学缓慢及循环稳定性较差,致使其倍率容量及循环稳定性不佳。针对上述问题,研究者提出诸多优化改性策略,包括与高导电性材料复合/包覆、氧空位设计、金属离子掺杂等多种手段,通过对氧化锰材料的电导率、界面、电子结构、层间距等调控,以期提高其储锌性能。虽然相关研究较多,但是性能的提升效果甚微,尤其是高电流密度下的放电容量。基于此,开发一种储锌和循环性能优异和高倍率容量的氧化锰正极材料具有重要意义。


技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,具有制备过程简单,容易操作,可大批量生产的优点,制得的含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用作水系锌离子电池正极具有高的倍率容量和循环性能优异的特点。

2、为了实现上本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的二价锰盐为四水乙酸锰、四水氯化锰、一水硫酸锰、六水硝酸锰中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的钙盐为硝酸钙、氯化钙、碳酸氢钙中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步骤1中...

【技术特征摘要】

1.一种含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的二价锰盐为四水乙酸锰、四水氯化锰、一水硫酸锰、六水硝酸锰中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的钙盐为硝酸钙、氯化钙、碳酸氢钙中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步骤1中钙盐与锰源的摩尔比为(5~18):100,所述锰源由含kmno4与二价锰盐组成。

5.根据权利要求1所述含锰空位钙氮双掺杂氧化锰材料用于锌离子电池正极的制备方法,其特征在于,步...

【专利技术属性】
技术研发人员:张改妮李喜飞许育辉华昕昱罗洋洋杨慧娟
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:

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