CN109802100A - 一种苯三酸锰水系锌离子电池正极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苯三酸锰水系锌离子电池正极及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：步骤1，将粘结剂加入N‑甲基吡咯烷酮中，搅拌溶解，得搅拌液；步骤2，将苯三酸锰与导电剂混合均匀，加入所述搅拌液中，搅拌混合，得混合浆料；步骤3，将所述混合浆料涂布于集流体上，真空干燥，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。本发明所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极具有较高的比容量和较高倍率性能，其制备方法简单，操作方便，原料来源广泛，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及水系锌离子电池正极领域，具体涉及一种苯三酸锰水系锌离子电池正极及其制备方法。
背景技术
能源和环境是当今人类生存与社会发展必须应对的两个重大问题，随着煤炭石油等化石资源的枯竭和环境的日益恶化，发展绿色可再生能源和储能设备已经成为全球性趋势。
电池作为一种高效电化学能源储存装置已被广泛应用于电动汽车和手机移动通讯等领域，但是一次电池造成资源浪费，传统铅酸蓄电池又易导致区域性铅污染严重，再加上资源的短缺和环保的迫切需求，促使人们大力发展绿色环保的高比能量新型二次电池体系。二次锂离子电池中使用的有机溶剂通常有毒且易燃，存在很大的安全隐患，并且电池的组装过程必须在无水无氧的环境中进行，使得生产条件较为苛刻。近年来，锌离子水系电池具有锌资源丰富、成本低、制备工艺简单、安全性能高等优点被认为是最有前景的锂离子电池的替代品，在大型储能等领域具有巨大的应用潜力。目前，锌离子电池正极采用最多的活性材料主要分为三类，分别是锰的氧化物、钒的氧化物和普鲁士蓝类似物等。开发新型高性能的电极材料和电极是推动锌离子电池大规模应用的重要途径。
金属有机骨架材料(MOFs)是将有机配位体和无机金属离子通过配位键以及超分子作用力自组装成的新型有机无机杂化材料。由于MOFs具有大比表面积、高孔隙度、低密度、结构可控、孔径可调、功能配体可控等特点，在气体分离和储存、催化、药物输送、以及燃料电池、锂离子电池、超级电容器等能量储存和转换系统中有重要应用。近年来，有关MOFs作为锂离子电池负极的活性材料的研究工作和专利相继报道。然而，将MOFs直接用作锌水系电池正极的活性材料却一直未见相关报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种苯三酸锰水系锌离子电池正极及其制备方法，该苯三酸锰水系锌离子电池正极具有较高的比容量和较高倍率性能，其制备方法简单，操作方便，原料来源广泛，成本低。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种苯三酸锰水系锌离子电池正极，包括以下原料：粘结剂、N-甲基吡咯烷酮、苯三酸锰、导电剂和集流体。
优选的，所述电池正极的活性物质为苯三酸锰。
优选的，所述苯三酸锰为苯三酸同系物与锰离子形成的金属有机盐，化学通式为[MnxLy]，其中，L为苯三酸同系物，x：y＝1:1～3:1。
优选的，所述L为1，3，5-苯三酸、1，2，4-苯三酸或1，2，3-苯三酸。
优选的，所述导电剂包含乙炔黑、导电碳黑、碳纤维、碳纳米管、科琴黑或石墨导电剂。
优选的，所述石墨导电剂的型号为KS-6。
优选的，所述粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚丙烯酸或羧甲基纤维素钠。
优选的，所述集流体为钢片、铝片或钛片。
优选的，所述苯三酸锰、导电剂、粘结剂的质量比为4:4:2-8:1:1。
优选的，所述N-甲基吡咯烷酮的体积与所述粘结剂的质量比为1.2mL：0.05g。
(二)一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将粘结剂加入N-甲基吡咯烷酮中，搅拌溶解，得搅拌液；
步骤2，将苯三酸锰与导电剂混合均匀，加入所述搅拌液中，搅拌混合，得混合浆料；
步骤3，将所述混合浆料涂布于集流体上，真空干燥，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
优选的，步骤1中，所述搅拌溶解的温度为15-30℃，搅拌溶解的时间为1-3h，搅拌溶解的转速为100-800r/min。
优选的，步骤2中，所述搅拌混合的温度15-30℃，搅拌混合的时间为0.5-4h，搅拌混合的转速为100-800r/min。
优选的，步骤3中，所述真空干燥的温度为80-130℃，真空干燥的时间为1-10h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极以苯三酸锰为活性材料，该材料原料来源广泛，成本低，所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极具有较高的比容量和高的倍率性能，能够在大电流下实现快速充放电，循环性能良好；其制备方法简单，操作方便易行。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为实施例1所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极在电流密度为1C和5C条件下的比容量-循环图；其中，横坐标为循环次数(Cycle Numer)；纵坐标为比容量(SpecificCapacity)，单位为mAh/g；
图2为实施例1所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极在电流密度为1C、电压为0.1V-3V条件下的充放电曲线图；其中，图中的50、100、150、200、250代表循环次数；横坐标为比容量(Specific Capacity)，单位为mAh/g；纵坐标为电压(Voltage)，单位为V；
图3为实施例1所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极在电流密度为5C、电压为0.1V-3V条件下的充放电曲线图；其中，图中的50、100、150、200、250代表循环次数；横坐标为比容量(Specific Capacity)，单位为mAh/g；纵坐标为电压(Voltage)，单位为V。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例1
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以400r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.35g苯三酸锰与0.1g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以400r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例2
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在15℃条件下以800r/min转速搅拌3h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.4g苯三酸锰与0.05g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在15℃条件下以800r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn1L1]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例3
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在30℃条件下以100r/min转速搅拌1h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.30g苯三酸锰与0.15g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在30℃条件下以100r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L1]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例4
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例5
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PAA(聚丙烯酸)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在30℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.4g苯三酸锰与0.05g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在30℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例6
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PAA加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以800r/min转速搅拌1h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.35g苯三酸锰与0.1g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以800r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例7
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PAA加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在15℃条件下以400r/min转速搅拌3h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.30g苯三酸锰与0.15g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在15℃条件下以400r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例8
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PAA加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L1]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例9
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g CMC(羧甲基纤维素钠)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在20℃条件下以100r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.4g苯三酸锰与0.05g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在20℃条件下以100r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例10
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g CMC加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.35g苯三酸锰与0.1g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例11
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g CMC加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.30g苯三酸锰与0.15g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L1]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例12
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g CMC加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例13
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在15℃条件下以500r/min转速搅拌3h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g乙炔黑混合均匀，加入搅拌液中，在15℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例14
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g碳纤维(VGCF)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L1]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例15
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g碳纳米管(CNTs)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例16
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在30℃条件下以800r/min转速搅拌1h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g科琴黑混合均匀，加入搅拌液中，在30℃条件下以800r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例17
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g石墨导电剂KS-6混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例18
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在15℃条件下以400r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在15℃条件下以400r/min转速搅拌4h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L2]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于100℃真空干燥8h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例19
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.275g苯三酸锰与0.175g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3.5h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，3，5-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于120℃真空干燥8h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例20
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.35g苯三酸锰与0.1g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3.5h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn2L1]，L为1，2，4-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钢片上，置于程序控温烘箱中于120℃真空干燥8h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例21
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.35g苯三酸锰与0.10g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌3.5h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn1L1]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于钛片上，置于程序控温烘箱中于120℃真空干燥10h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
实施例22
一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，室温下，将0.05g PVDF(聚偏氟乙烯)加入到盛有1.2mL NMP(N-甲基吡咯烷酮)的容量瓶中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌2h，搅拌至完全溶解，得搅拌液。
步骤2，将0.03g苯三酸锰与0.15g Super-P(导电碳黑)混合均匀，加入搅拌液中，在25℃条件下以500r/min转速搅拌0.5h使其混合均匀，得混合浆料；其中，苯三酸锰的化学式为[Mn3L1]，L为1，2，3-苯三酸。
步骤3，将混合浆料涂布于铝片上，置于程序控温烘箱中于130℃真空干燥1h，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
采用实施例1所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极，装成纽扣半电池，测试电池的电化学性能，其图谱如图1-3所示，其中图1为电流密度为1C和5C的比容量-循环图；图2为电流密度为1C，电压在0.1V-3V的充放电曲线图；图3为电流密度为5C，电压在0.1V-3V的充放电曲线图。
由图1可知，本发明所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极1C和5C电流密度下循环250圈后，放电比容量分别可以保持在270mAh/g和98mAh/g，表明苯三酸锰水系锌离子电池正极具有良好的循环性能。
由图2-3可知，本发明所得的苯三酸锰水系锌离子电池正极，在电压0.1V-3V范围和1C，5C的电流密度下的充放电曲线图，在现有的循环测试圈数下充放电比容量分别都在不断增加，表明苯三酸锰水系锌离子电池正极具有良好的性能。
此外，由其他实施例得到的苯三酸锰水系锌离子电池正极组成的纽扣半电池，其电极材料的电化学性能与上述结论基本一致。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，包括以下原料：粘结剂、N-甲基吡咯烷酮、苯三酸锰、导电剂和集流体。
2.根据权利要求1所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，所述电池正极的活性物质为苯三酸锰。
3.根据权利要求2所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，所述苯三酸锰为苯三酸同系物与锰离子形成的金属有机盐，化学通式为[MnxLy]，其中，L为苯三酸同系物，x：y＝1:1～3:1。
4.根据权利要求3所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，所述L为1，3，5-苯三酸、1，2，4-苯三酸或1，2，3-苯三酸。
5.根据权利要求1所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，所述导电剂包含乙炔黑、导电碳黑、碳纤维、碳纳米管、科琴黑或石墨导电剂。
6.根据权利要求1所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，所述粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚丙烯酸或羧甲基纤维素钠；所述集流体为钢片、铝片或钛片。
7.根据权利要求1所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极，其特征在于，所述苯三酸锰、导电剂、粘结剂的质量比为4:4:2-8:1:1；所述N-甲基吡咯烷酮的体积与所述粘结剂的质量比为1.2mL：0.05g。
8.一种苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将粘结剂加入N-甲基吡咯烷酮中，搅拌溶解，得搅拌液；
步骤2，将苯三酸锰与导电剂混合均匀，加入所述搅拌液中，搅拌混合，得混合浆料；
步骤3，将所述混合浆料涂布于集流体上，真空干燥，得苯三酸锰水系锌离子电池正极。
9.根据权利要求8所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述搅拌混合的温度15-30℃，搅拌混合的时间为0.5-4h，搅拌混合的转速为100-800r/min。
10.根据权利要求8所述的苯三酸锰水系锌离子电池正极的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述真空干燥的温度为80-130℃，真空干燥的时间为1-10h。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113444257A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-28 | 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) | 一种不饱和配位锰基金属有机框架复合材料的制备方法及其应用 |
| CN114335471A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 石河子大学 | 一种用于水系锌离子电池的氧化亚锰复合材料的制备方法 |
| CN114335471B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-05-24 | 石河子大学 | 一种用于水系锌离子电池的氧化亚锰复合材料的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150044553A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Cathode active material for non-aqueous rechargeable magnesium battery |
| CN105047865A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-11-11 | 长安大学 | 一种用于电极材料的新型苯三酸盐及其制备方法 |
| US20180053968A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-22 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Metal-organic framework electrodes for sodium ion batteries |
| CN107887603A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-06 | 齐鲁工业大学 | 一种金属有机框架mof‑5作为锌离子电池正极材料的制备方法 |
-
2019
- 2019-01-09 CN CN201910018544.3A patent/CN109802100A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150044553A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Cathode active material for non-aqueous rechargeable magnesium battery |
| CN105047865A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-11-11 | 长安大学 | 一种用于电极材料的新型苯三酸盐及其制备方法 |
| US20180053968A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-22 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Metal-organic framework electrodes for sodium ion batteries |
| CN107887603A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-06 | 齐鲁工业大学 | 一种金属有机框架mof‑5作为锌离子电池正极材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WEI XIA, ET AL.: "Metal–organic frameworks and their derived nanostructures for electrochemical energy storage and conversion", 《ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113444257A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-28 | 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) | 一种不饱和配位锰基金属有机框架复合材料的制备方法及其应用 |
| CN114335471A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 石河子大学 | 一种用于水系锌离子电池的氧化亚锰复合材料的制备方法 |
| CN114335471B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-05-24 | 石河子大学 | 一种用于水系锌离子电池的氧化亚锰复合材料的制备方法 |
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