1.一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤;
步骤1:在去离子水中加入植酸,超声,然后加入苯胺单体超声至完全溶解得到溶液A;
步骤2:在去离子水中加入过硫酸铵超声至完全溶解得到溶液B,将A、B溶液同时冷冻,将溶液B滴入溶液A中,并快速超声得到溶液C,将溶液C放入冰水中冷却并陈化一定时间,最终得到聚苯胺凝胶;
步骤3:将步骤2所得的聚苯胺凝胶使用去离子水洗涤3次后,加入去离子水并持续搅拌得到聚苯胺分散液D;
步骤4:将二氧化锰分散到去离子水中得到分散液E,在搅拌状态下将取分散液D加入分散液E中,持续搅拌后经干燥得到聚苯胺包覆二氧化锰的材料;
所述步骤4中加入的二氧化锰的制备具体步骤包括:
a. 将高锰酸钾与氯化铵摩尔比为1.5‑4.5:1混合,加入到50‑70ml的去离子水中,超声
15min后形成分散均匀的混合溶液;
b. 将所得混合溶液转移至100ml聚四氟乙烯内衬的高压水热釜中,在油浴锅中120‑
160℃持续加热24‑60小时,过程中持续搅拌,搅拌速度为2000‑4000rpm;
c. 收集所得沉淀物,使用去离子水洗涤三次,真空干燥后得到二氧化锰;
一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料,将聚苯胺(PANI)导电高分子与二氧化锰复合,所述聚苯胺以超薄片层状结构交叠形成二氧化锰纳米卷的三维网络导电保护层,用于提高电极导电性,所述聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷MnO2/PANI,用于水系锌离子电池正极,得到的电池正极表现出优异的倍率性能及循环稳定性,所述聚苯胺的包覆会对二氧化锰起到保护作用,抑制二氧化锰的溶解,提升电池循环稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的植酸和苯胺单体混合水溶液中,苯胺单体和植酸分子的摩尔比为(1‑7):1,步骤1中超声15min。
3.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的苯胺与过硫酸铵的摩尔之比(2.4‑1.0):1为,将A、B溶液同时冷冻
10min,超声机中超声10s。
4.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的冰水中冷却至0‑4℃,陈化1‑2h;
所述步骤2中最终得到的聚苯胺凝胶的颜色为墨绿色。
5.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中聚苯胺凝胶分散液D的质量密度为10mg/ml。
6.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4聚苯胺分散液D中的聚苯胺与二氧化锰的投料质量比为(0.05‑0.20):
1。
7.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4中将100mg二氧化锰分散到10ml去离子水中得到分散液E,在搅拌状态下将取分散液D加入分散液E中,持续搅拌12 h后经干燥得到聚苯胺包覆二氧化锰的材料。
8.根据权利要求1所述的一种聚苯胺包覆二氧化锰纳米卷的正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4中所述的二氧化锰为纳米卷结构,纳米卷长度≥2μm;
所述步骤4中的干燥方式为真空干燥、鼓风干燥、冷冻干燥中的一种。