CN114335482A - 一种MnO2-金属异质结复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MnO2‑金属异质结复合材料及其制备方法和应用，属于锌离子电池负极材料技术领域。通过在基材上构筑MnO2‑金属异质结复合材料，MnO2‑金属异质结内建电场能够有效促进锌离子的迁移，提高电子传输效率，MnO2‑金属异质结超薄纳米片结构具有高比表面积，与电解质充分接触，提高电子传输和接触面积，作为锌离子电池正极材料具有较高的电池比容量和优异的循环稳定性。有效提升了锌离子电池正极材料的结构稳定性，并有效解决了锌离子电池容量衰减严重的难题。
Description
技术领域
本发明属于锌离子电池负极材料技术领域，涉及一种MnO2-金属异质结复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
可充电的水性锌离子电池在高性能储能系统方面在近几十年来备受关注，较之其他类型的储能电池有以下优点：低成本、环境友好性和安全性。锰基材料已被证明是在大规模可充电装置中实现自激布里渊散射的优良阴极。然而，最初对锰基阴极的研究，如δ-二氧化锰、γ-二氧化锰、α-二氧化锰，由于贾恩-泰勒变形影响锰在Zn2+嵌入/脱出下的溶解，导致循环稳定性差、容量容易衰减。
为了避免以上问题，我们发现将过渡金属离子掺杂到二氧化锰晶格中可显著提高电子电导率，从而通过抑制锰在循环过程中溶解到电解液中，提高循环稳定性、材料导电性、减少体积膨胀也是本领域研究的重点，故本发明提供了一种MnO2和其他材料异质结复合的水性锌离子电池正极材料及其制备方法。但是由于水合锌离子的大尺寸导致嵌入动力学缓慢，因此缺少合适的阴极材料。在过去的几年里，层状金属二硫化物，如WS2、SnS2、VS2和MoS2由于其较大的层间间距，在电池研究中引起了极大的关注。
使用层状硫族化合物二硫化钼(MoS2)通过简单的层间间距和亲水性工程，即使最初Zn2+扩散率很差的宿主也可以允许Zn2+快速扩散，Zn2+扩散率提高了3个数量级，使它们成为具有挑战性的多价离子电池的有前途的阴极。但是也存在MoS2纳米片在Zn2+嵌入/脱出过程中出现的纳米片重新堆积问题，会导致容量衰减。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，MoS2纳米片在Zn2+嵌入/脱出过程中存在纳米片重新堆积导致容量衰减的缺点，提供一种MnO2-金属异质结复合材料及其制备方法和应用。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种MnO2-金属异质结复合材料，包括基材及基材上负载的MnO2-金属纳米片，MnO2-金属纳米片的尺寸为0.5～5μm，厚度为1～30nm；
MnO2-金属纳米片中的金属为锡或锑。
一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，包括以下步骤；
步骤1)将高锰酸钾、草酸铵和去离子水混合，搅拌均匀后得到溶液A；
步骤2)将处理后的基材浸入溶液A中，进行第一次加热处理；
步骤3)将金属盐、尿素和去离子水混合，搅拌均匀后得到溶液B；
步骤4)将步骤2)第一次加热处理后的基材清洗后浸入到溶液B中，进行第二次加热处理，之后对第二次加热处理后的基材依次进行清洗、烘干和退火，得到MnO2 -金属异质结复合材料。
优选地，金属盐为锡盐或锑盐。
优选地，溶液A中，高锰酸钾的浓度为30mM，草酸的浓度为5mM；
溶液B中，金属盐的浓度为10～100mM，尿素的浓度为50～200mM。
优选地，步骤2)中，基材在进入溶液A之前，首先将基材浸入硝酸溶液中超声处理。
优选地，第一次加热处理的条件为温度120～180℃，时间0.5～48h；
第二次加热处理的条件为温度80～160℃，时间0.5～4h。
优选地，基材为碳毡、碳布、铜网、不锈钢网中的任意一种。
优选地，步骤4)中，清洗具体为：依次利用去离子水和有机溶剂进行清洗；
有机溶剂为乙醇或乙二醇中。
优选地，步骤4)中，烘干的温度为：60～120℃；
退火的条件为：反应温度为500～600℃，反应时间1～2h。
一种权利要求1所述的MnO2-金属异质结复合材料在锌离子电池领域中的应用，MnO2-金属异质结复合材料作为锌离子电池的正极材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种MnO2-金属异质结复合材料，通过在基材上构筑MnO2-金属异质结复合材料，MnO2-金属异质结内建电场能够有效促进锌离子的迁移，提高电子传输效率，MnO2-金属异质结超薄纳米片结构具有高比表面积，与电解质充分接触，提高电子传输和接触面积，作为锌离子电池正极材料具有较高的电池比容量和优异的循环稳定性。有效提升了锌离子电池正极材料的结构稳定性，并有效解决了锌离子电池容量衰减严重的难题。
本发明还公开了一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，MnO2-金属纳米片结构与基材之间通过化学键牢固锚定，MnO2-金属纳米片结构以异质结形式存在，所述MnO2-金属纳米片结构尺寸为0.5-5μm,厚度为1-30nm。通过在基材上构筑MnO2-金属纳米片结构，有效解决了锌离子电池正极材料在Zn2+嵌入/脱出过程中出现的结构坍塌问题，并有效提升了锌离子电池正极材料具有较高的电池比容量和循环稳定性。制备工艺简便，锌离子电池正极材料负载在基材上，无需粘结剂，制备成本低，不需要贵金属作为活性组分。
附图说明
图1为本发明制备的基体负载MnO2-Sn纳米片异质的结扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在150℃温度下，反应0.5h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM醋酸锑溶解在50mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液B。
e.将得到的基材浸入到溶液B中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在160℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2-Sb异质结复合材料。
实施例2
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在150℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM醋酸锑溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液B。
e.将得到的基材浸入到溶液B中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在160℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2-Sb异质结复合材料。
实施例3
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在180℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM醋酸锑溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液B。
e.将得到的基材浸入到溶液B中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在160℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2-Sb异质结复合材料。
实施例4
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在180℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM醋酸锑溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液B。
e.将得到的基材浸入到溶液B中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在180℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2-Sb异质结复合材料。
实施例5
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在150℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM醋酸锑溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液B。
e.将得到的基材浸入到溶液B中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在120℃温度下反应1h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2-Sb异质结复合材料。
实施例6
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在150℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM四氯化锡溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到B溶液。
e.将得到的基材浸入到B溶液中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在120℃温度下反应1h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2/Sn异质结复合锌离子电池正极材料。
实施例7
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在150℃温度下，反应0.5h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM四氯化锡溶解在50mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到B溶液。
e.将得到的基材浸入到B溶液中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在160℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2/Sn异质结复合锌离子电池正极材料。
实施例8
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在150℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM四氯化锡溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到B溶液。
e.将得到的基材浸入到B溶液中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在160℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2/Sn异质结复合锌离子电池正极材料。
实施例9
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在180℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM四氯化锡溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到B溶液。
e.将得到的基材浸入到B溶液中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在160℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2/Sn异质结复合锌离子电池正极材料。
实施例10
a.将30mM的高锰酸钾溶解在含有5mM草酸铵的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到溶液A。
b.溶液转移到不锈钢反应釜中，同时将经过处理的基材浸入溶液A中。
c.盛有溶液A和基材的反应釜放置在烘箱中，在180℃温度下，反应1h，反应结束后取出基材并用去离子水和乙醇清洗干净。
d.将35mM四氯化锡溶解在30mM尿素的去离子水溶液中，并搅拌均匀，得到B溶液。
e.将得到的基材浸入到B溶液中，超声10min后，转移到不锈钢反应釜中，在180℃温度下反应12h后取出基材并用去离子水和乙醇清洗后、烘干，放入管式炉中500℃温度下退火2h，即可得到MnO2/Sn异质结复合锌离子电池正极材料。
对实施例1制备的基体负载MnO2-Sn纳米片异质结复合材料进行SEM表征，结果如图1所示，MnO2-Sn纳米片异质结为空心多孔结构。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种MnO2-金属异质结复合材料，其特征在于，包括基材及基材上负载的MnO2-金属纳米片，MnO2-金属纳米片的尺寸为0.5～5μm，厚度为1～30nm；
MnO2-金属纳米片中的金属为锡或锑。
2.一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
步骤1)将高锰酸钾、草酸铵和去离子水混合，搅拌均匀后得到溶液A；
步骤2)将处理后的基材浸入溶液A中，进行第一次加热处理；
步骤3)将金属盐、尿素和去离子水混合，搅拌均匀后得到溶液B；
步骤4)将步骤2)第一次加热处理后的基材清洗后浸入到溶液B中，进行第二次加热处理，之后对第二次加热处理后的基材依次进行清洗、烘干和退火，得到MnO2 -金属异质结复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，金属盐为锡盐或锑盐。
4.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，
溶液A中，高锰酸钾的浓度为30mM，草酸的浓度为5mM；
溶液B中，金属盐的浓度为10～100mM，尿素的浓度为50～200mM。
5.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，基材在进入溶液A之前，首先将基材浸入硝酸溶液中超声处理。
6.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，
第一次加热处理的条件为温度120～180℃，时间0.5～48h；
第二次加热处理的条件为温度80～160℃，时间0.5～4h。
7.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，基材为碳毡、碳布、铜网、不锈钢网中的任意一种。
8.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，清洗具体为：依次利用去离子水和有机溶剂进行清洗；
有机溶剂为乙醇或乙二醇中。
9.根据权利要求2所述的一种MnO2-金属异质结复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，烘干的温度为：60～120℃；
退火的条件为：反应温度为500～600℃，反应时间1～2h。
10.一种权利要求1所述的MnO2-金属异质结复合材料在锌离子电池领域中的应用，其特征在于，MnO2-金属异质结复合材料作为锌离子电池的正极材料。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115000412A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-02 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种表面改性碳布3d骨架的制备方法及其应用 |
| CN115084485A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-20 | 陕西科技大学 | 一种碳纤维负载钼酸锰/氧化锰纳米异质结材料及其制备方法和应用 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130209673A1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Heterojunction nano material, negative pole piece of lithium ion battery, and lithium ion battery |
| CN103811190A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-21 | 天津大学 | 锑掺杂二氧化锡包覆多孔二氧化锰复合电极材料及制备 |
| CN104261479A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-07 | 上海第二工业大学 | 一种金属掺杂纳米二氧化锰电极材料及其制备方法 |
| CN105152231A (zh) * | 2015-09-20 | 2015-12-16 | 成都育芽科技有限公司 | 锂电池正极材料氢氧化钴的制备方法 |
| CN109904003A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-18 | 安徽天光传感器有限公司 | 一种传感器用二氧化锰-二硫化锡-氧化亚铜电极材料的制备方法 |
| CN110148534A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-20 | 浙江工业大学 | 一种纳米金属氧化物/碳基柔性电极材料的制备方法 |
| CN111653766A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 郑州大学 | 一种用于水系锌离子电池正极的木质素和金属原子共掺杂MnO2材料及其制备方法与应用 |
| CN112047382A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-08 | 瑞海泊(青岛)能源科技有限公司 | 正极材料及其制备方法和应用 |
| CN112086634A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-12-15 | 浙江师范大学 | 缺陷型K0.5Mn2O4纳米材料及制备方法、锌离子电池 |
| CN112164596A (zh) * | 2020-08-12 | 2021-01-01 | 中南大学 | 一种二氧化锡/二氧化锰@碳布柔性复合电极的制备方法 |
| CN112490414A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 南京工业大学 | 一种二氧化锡和五氧化二钒复合电极材料及其制备方法和应用 |
| WO2021055950A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Aqueous rechargeable battery based on formation reaction anodes |
| CN113823788A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-21 | 陕西科技大学 | 一种MnO2/MoS2异质结复合材料及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111682179.XA patent/CN114335482A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130209673A1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Heterojunction nano material, negative pole piece of lithium ion battery, and lithium ion battery |
| CN103811190A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-21 | 天津大学 | 锑掺杂二氧化锡包覆多孔二氧化锰复合电极材料及制备 |
| CN104261479A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-07 | 上海第二工业大学 | 一种金属掺杂纳米二氧化锰电极材料及其制备方法 |
| CN105152231A (zh) * | 2015-09-20 | 2015-12-16 | 成都育芽科技有限公司 | 锂电池正极材料氢氧化钴的制备方法 |
| CN109904003A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-18 | 安徽天光传感器有限公司 | 一种传感器用二氧化锰-二硫化锡-氧化亚铜电极材料的制备方法 |
| CN110148534A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-20 | 浙江工业大学 | 一种纳米金属氧化物/碳基柔性电极材料的制备方法 |
| CN112490414A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 南京工业大学 | 一种二氧化锡和五氧化二钒复合电极材料及其制备方法和应用 |
| WO2021055950A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Aqueous rechargeable battery based on formation reaction anodes |
| CN111653766A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 郑州大学 | 一种用于水系锌离子电池正极的木质素和金属原子共掺杂MnO2材料及其制备方法与应用 |
| CN112164596A (zh) * | 2020-08-12 | 2021-01-01 | 中南大学 | 一种二氧化锡/二氧化锰@碳布柔性复合电极的制备方法 |
| CN112086634A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-12-15 | 浙江师范大学 | 缺陷型K0.5Mn2O4纳米材料及制备方法、锌离子电池 |
| CN112047382A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-08 | 瑞海泊(青岛)能源科技有限公司 | 正极材料及其制备方法和应用 |
| CN113823788A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-21 | 陕西科技大学 | 一种MnO2/MoS2异质结复合材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHUNTAO LIU等: ""Hydrothermal Self-Assembly Synthesis of Porous SnO2/Graphene Nanocomposite as an Anode Material for Lithium Ion Batteries"", 《JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115000412A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-02 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种表面改性碳布3d骨架的制备方法及其应用 |
| CN115000412B (zh) * | 2022-06-01 | 2023-11-24 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种表面改性碳布3d骨架的制备方法及其应用 |
| CN115084485A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-20 | 陕西科技大学 | 一种碳纤维负载钼酸锰/氧化锰纳米异质结材料及其制备方法和应用 |
| CN115084485B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-08-18 | 大气(广东)科技发展有限公司 | 一种碳纤维负载钼酸锰/氧化锰纳米异质结材料及其制备方法和应用 |
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