高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法
专利汇可以提供高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种高性能 锂离子 电池 用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法，先将0.2-10 g的锰盐和0.2-5 g的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）加入反应器，再加入20-100 mL 乙醇 ，用磁 力 搅拌器剧烈搅拌5-20分钟，使之均匀溶解后，将所得溶液加入聚四氟乙烯 内衬 中，装入反应釜，放入烘箱140-210 °C反应1-2天，自然冷却后，离心洗涤样品，然后再放入烘箱中，在空气中以70 °C的 温度 烘干，即得所述的粉末状产物——分等级Mn3O4中空微球材料。该工艺操作简单，能耗低，重现性好，可大量生产，符合环境要求。，下面是高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法，包括如下步骤：
1）先将0.2-10 g的锰盐和0.2-5 g的十六烷基三甲基溴化铵加入反应器，再加入20-
100 mL乙醇，剧烈搅拌5-20分钟，使之均匀溶解成溶液；
2）将步骤1）所得溶液加入聚四氟乙烯内衬中，装入反应釜，放入烘箱140-210 °C反应
1-2天，自然冷却后，离心洗涤样品，然后再放入烘箱中，在空气中以70 °C的温度烘干，即得分等级Mn3O4中空微球材料。
2.根据权利要求1所述的高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法，其特征在于所述锰盐为醋酸锰、硝酸锰、碳酸锰或氯化锰。
3.根据权利要求1所述的高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法，其特征在于所述乙醇体积百分浓度为95%。
4.权利要求1-3任一所述的制备方法制得的高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料。
5.根据权利要求4所述的高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料，其特征在于：
所述的分等级Mn3O4中空微球材料中的四氧化三锰为高结晶度的四氧化三锰，所述的高结晶度四氧化三锰的衍射峰位置与JCPDS no. 18-0803标准图谱相匹配，高结晶度的四氧化三锰中空微球材料由纳米片组成的分等级中空微球结构，分等级中空微球结构中的中空微球的直径约为1 μm，分等级中空微球结构中的中空部分的直径约为500 nm，分等级中空微球结构中的纳米片的厚度约10 nm，分等级中空微球结构中的四氧化三锰的晶格条纹清晰可见，所述的高结晶度四氧化三锰纳米晶的晶格条纹对应的晶面间距为0.309 nm，与四方晶系四氧化三锰的X射线衍射图谱中d112间距相吻合。
6.权利要求1-3任一所述的制备方法制得的高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的应用，其特征在于：所述的分等级Mn3O4中空微球材料应用于锂离子电池负极中，在电压为0.02-3.0 V、电流密度为100 mA/g时充放电循环100次，比容量稳定在640 mAh/g；在大电流密度1 A/g时充放电循环250次后，比容量高达408 mAh/g。
7.一种锂离子电池，包括工作电极、参比电极和对电极，其特征在于：按质量比为：权利要求1-3任一所述的制备方法制得的Mn3O4中空微球材料︰聚四氟乙烯︰乙炔黑＝75-90:5-
10:5-15混合研磨后均匀地涂在铜箔上作为工作电极，所述参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiPF6的EC+DMC+EMC 溶液，所述EC/DMC/EMC的体积比为1/1/1。
高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
本发明所述的一种高性能锂离子电池用分等级Mn3O4中空微球材料的制备方法，包括如下步骤：
1）先将0.2-10 g的锰盐和0.2-5 g的十六烷基三甲基溴化铵加入反应器，再加入20-
100 mL乙醇，剧烈搅拌5-20分钟，使之均匀溶解成溶液；
2）将步骤1）所得溶液加入聚四氟乙烯内衬中，装入反应釜，放入烘箱140-210 °C反应
1-2天，自然冷却后，离心洗涤样品，然后再放入烘箱中，在空气中以70 °C的温度烘干，即得分等级Mn3O4中空微球材料。
0.309 nm，这与四方晶系Mn3O4的X射线衍射图谱中d112间距相吻合。
具体实施方式
70 °C的温度烘干，即得所述的分等级Mn3O4中空微球材料。经XRD实验获得图1的Mn3O4分等级中空微球材料的XRD图，由图1中可知，合成得到高结晶度的四氧化三锰，其衍射峰位置与Mn3O4的标准图谱 (JCPDS no. 18-0803)相匹配。对应的各个晶面指数如图1所示。经扫描电镜、透射电镜实验获得图2的分等级Mn3O4中空微球材料的SEM\TEM图。由图2中的a-e可知，该复合物是由纳米片组成的中空微球分等级结构。其中，中空小球的直径约为1 μm，其中空部分的直径约为500 nm，纳米片的厚度约10 nm；由图2中的f可知，四氧化三锰的晶格条纹清晰可见，所述的高结晶度四氧化三锰纳米晶的晶格条纹对应的晶面间距为0.309 nm，这与四方晶系Mn3O4的X射线衍射图谱中d112间距相吻合，说明实施例1可得到纯相的四氧化三锰。
锂离子电池组装：各组分按质量比为：上述制得的分等级Mn3O4中空微球材料：聚四氟乙烯：
乙炔黑＝75：10：15混合研磨后均匀地涂在铜箔上做工作电极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质由1M LiPF6的EC+DMC+EMC(其中EC/DMC/EMC =1/1/1 v/v/v)溶液。所有组装均在手套箱里进行。见图3、图4和图5所示，Mn3O4分等级-碳复合材料在电压为0.02-3.0 V、电流密度为100 mA/g时充放电循环100次，比容量稳定在640 mAh/g；同时表现出优异的大电流充放电性能，即使在大电流密度1 A/g时充放电循环250次后，比容量高达408 mAh/g；说明该分等级Mn3O4中空微球材料具有长循环寿命的充放电特性，具有良好的应用前景。
1 v/v/v)溶液。所有组装均在手套箱里进行。
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