[0006] 鉴于现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化锰/石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池，本发明利用价格低廉原料制备得到三维石墨烯，通过浸泡、复合、洗涤、干燥和焙烧，得到氧化锰与石墨烯复合纳米材料。本发明针对氧化锰作为电极材料的循环稳定性差等技术难题，提供了一种工艺简单、产率高、成本低的复合材料制备方法。
[0007] 本发明采用的技术方案是：
[0008] 一种氧化锰/石墨烯纳米复合材料的制备方法，步骤包括：
[0009] A、水热工序：将氧化石墨分散在水中超声制得氧化石墨烯容液，向溶液中加入硫酸，再超声混合得到混合液，然后将混合液转移至反应釜中在160～260℃下反应18～30小时，取出洗涤，得到三维柱状还原氧化石墨烯，反应条件优选在190～220℃下反应20～24小时；
[0010] 所述步骤A中氧化石墨烯通过改进Hummers法合成，具体步骤为：分别称取5.0g石墨和3.75g NaNO3放入1L的烧杯中，机械强力搅拌，缓慢加入150mL的浓硫酸，搅拌0.5小时，再缓慢加入20g的KMnO4，0.5小时加完，继续搅拌20小时后，由于反应物粘度增大，停止搅拌，得到浆糊状紫红色物质。放置5天后，分别缓慢加入500mL去离子水和30mLH2O2，此时溶液颜色变为较明显的亮黄色，待溶液充分反应后，离心、洗涤，得到氧化石墨。
[0011] 所述步骤A中混合液中氧化石墨烯的浓度为0.75～1.5g/L，优选1.0～1.25g/L；
[0012] 所述步骤A中混合液中硫酸的浓度为0.8～1.7mol/L，优选1.2～1.4mol/L。
[0013] B、复合工序：将锰盐溶于水中，配成锰盐溶液，然后将三维柱状还原氧化石墨烯投入锰盐溶液中，在3～60℃下浸泡1天以上，优选10～30℃浸泡1～2天；最后将锰盐溶液和三维还原氧化石墨烯转移至水热反应釜中，在120～220℃下反应18～30小时，优选在180～200℃下反应20～24小时，经洗涤和干燥后，得到前驱体；
[0014] 所述步骤B中锰盐选自氯化锰、高锰酸钾中的一种或两种，锰盐溶液的浓度为0.02～0.23mol/L，优选0.05～0.15mol/L；
[0015] 所述步骤B中三维柱状还原氧化石墨烯在锰盐溶液中的浓度为0.1～4.0mg/mL，优选0.6～1.2mg/mL；
[0016] 所述步骤B中干燥为真空干燥，真空干燥温度30～80℃，干燥时间4～12小时，优选在40～60℃下干燥6～10小时；
[0017] C、焙烧工序：将复合工序中所得到的前驱体在250～600℃下焙烧1～5小时，自然冷却至室温，制得氧化锰/石墨烯纳米复合材料；优选在300～500℃下焙烧1～3小时；
[0018] 所述步骤C中焙烧的温度为250～600℃，优选300～500℃。
[0019] 所说焙烧全程在还原性气体气氛下进行，焙烧结束后于还原性气体气氛中自然冷却至室温；
[0020] 所述还原性气体为氩气与氢气以体积比19:1的混合气体；
[0021] 一种锂离子电池负极，由氧化锰/石墨烯纳米复合材料制成；
[0022] 一种锂离子电池，由包括氧化锰/石墨烯纳米复合材料制成的锂离子电池负极制成。
[0023] 本发明的机理：本明以水热步骤中合成的三维柱状还原氧化石墨烯为模板，通过在混合溶液中浸泡，三维还原氧化石墨烯上的基团将会吸附溶液中的正负离子，然后通过水热法再进行原位生长。
[0024] 本发明利用水热法合成三维柱状还原氧化石墨烯，将其浸泡在混合溶液中，经过高温水热合成使得羟基氧化锰在石墨烯表面直接进行原位生长，羟基氧化锰复合在石墨烯上，形成形貌独特的三维还原氧化石墨烯复合材料，具有很大的比表面积，经过洗涤，干燥，焙烧获得无色线状氧化锰与三维还原氧化石墨烯复合材料，解决了三维还原氧化石墨烯与氧化锰纳米线的团聚问题，很好的解决自身稳定性较差，导电性较差等缺点，从而达到提升电池性能的目的，该材料应用于锂离子电池负极材料，有着循环稳定性好，比能量密度高等优点。
[0025] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0026] (1)所制得氧化锰/石墨烯复合材料，线状氧化锰在石墨烯表面分布均匀；
[0027] (2)所制得氧化锰/石墨烯复合材料性能稳定，在空气中不易变性，容易存放；
[0028] (3)所制得氧化锰/石墨烯复合材料纳米线直径小，产品比表面积大；
[0029] (4)所制得氧化锰/石墨烯复合材料用作锂离子电池负极材料，具有较大的比容量和较好的循环性能；
[0030] (5)合成过程简单，对实验仪器设备要求低，原料易得到，费用低，可进行批量生产。
