发明涉及一种锂电负极材料的制备方法，特别是涉及一种聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线及制备和应用。
背景技术：
随着社会的发展，锂离子电池备受关注。锂离子电池是目前世界上最为理想的可充电电池，它不仅具有能量密度大、循环寿命长、无记忆效应及污染小等优点。随着技术的进步，锂离子电池将广泛应用于电动汽车、航空航天及生物医药等领域，因此，研究与开发动力用锂离子电池及相关材料具有重大的意义。对于动力用锂离子电池而言，其关键是提高功率密度和能量密度，而功率密度和能量密度提高的根本是电极材料，特别是负极材料的改善。
自上世纪90年代初，日本的科技工作者开发出了层状结构的碳材料，碳材料是最早为人们所研究并应用于锂离子电池商品化的材料，至今仍是大家关注和研究的重点之一，但是碳负极材料存在一些缺陷：电池化成时，与电解液反应形成SEI膜，导致电解液的消耗和较低的首次库伦效率；电池过充时，可能会在碳电极表面析出金属锂，形成锂枝晶造成短路，导致温度升高，电池爆炸；另外，锂离子在碳材料中的扩散系数较小，导致电池不能实现大电流充放电，从而限制了锂离子电池的应用范围。
Mn2CoO4是一种尖晶石结构的复合氧化物，是一种广泛应用的磁性材料，常用作燃料电池材料，目前也可以作为锂离子电池负极材料，通过转化和合金化反应具有较高的Li+储存容量。该材料被认为是一种具有前途的锂离子负极材料。聚吡咯（PPy）是吡咯单体（Py）通过聚合反应而得，是一种杂环共轭型导电高分子，是一种导电聚合物，具有较好的导电性。
本发明利用水热法制备聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线，水热法合成的纳米线具有较大的比表面积，同时，聚吡咯包覆在锰钴氧的表面提高了材料的导电性，有利于提高材料的电化学性能。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明提供一种聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线及制备和应用。
一种聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线的制备方法，其特征在于，该聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线的分子式为：Mn2CoO4@PPy，该方法的具体步骤为：
（1）按摩尔量比1: 2: 2: 5将钴盐、锰盐、氟化铵和尿素溶于去离子水中，进行磁力搅拌30~50 min；
（2）将上述混合溶液置于100 mL反应釜中，该反应釜中浸渍一块1×1 cm2的钛箔；
（3）将反应釜置于烘箱中110~140℃反应5~8 h，将前驱体在350~400℃煅烧2~5 h，得生长在钛箔上的Mn2CoO4纳米线；
（4）将1~1.5 mmol氧化剂溶于30~40 mL有机溶剂中，得溶液A；将0.2~0.25 mmol过硫酸铵溶于20~30 mL水得溶液B；
（5）将50~75微升溶液A滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，然后将50~75微升溶液B滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，该聚合反应置于黑暗处处理7~10 h，然后再次重复上述聚合过程；
（6）将上述样品用无水乙醇和去离子水洗涤数次后，60~80℃真空烘箱20~24 h进行烘干，得最终产物。
所述的钴盐为醋酸钴、硝酸钴或是草酸钴中的一种或其组合。
所述的可溶性锰盐为醋酸锰、硝酸锰或草酸锰中的一种或其组合。
所述的氧化剂是对甲苯磺酸或是对甲苯磺酸钠中的一种或其组合。
所述的有机溶剂为无水乙醇或是丙酮中的一种或是其组合。
一种聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线，其特征在于，根据上述任一所述方法制备得到。
一种聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线的应用。
利用水热法制备聚吡咯包覆锰钴氧同轴纳米线，水热法合成的纳米线具有较大的比表面积，同时，聚吡咯包覆在锰钴氧的表面提高了材料的导电性，有利于提高材料的电化学性能。Mn2CoO4@PPy同轴纳米线的电化学循环寿命图，首次放电比容量为1230 mAh/g，经过50次循环放电比容量为290 mAh/g。
附图说明
图1为实施例1 Mn2CoO4@PPy同轴纳米线的电化学性能图。
具体实施方式
本发明通过下面具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。
实施例一：
将1 mmol醋酸钴、2 mmol醋酸锰、2 mmol氟化铵和5 mmol尿素溶于70 mL去离子水中，进行磁力搅拌30 min；将上述混合溶液置于100 mL反应釜中，该反应釜中浸渍一块1×1 cm2 的钛箔；将反应釜置于烘箱中110 ℃反应5 h，将前驱体在350 ℃煅烧2 h，得生长在钛箔上的Mn2CoO4纳米线；将1 mmol对甲苯磺酸溶于30 mL无水乙醇中，得溶液A；将0.2 mmol过硫酸铵溶于20 mL水得溶液B；将50 μL溶液A滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，然后将50 μL溶液B滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，该聚合反应置于黑暗处处理7 h，然后再次重复上述聚合过程；将上述样品用无水乙醇和去离子水洗涤数次后，60 ℃真空烘箱24 h进行烘干，得最终产物。图1是Mn2CoO4@PPy同轴纳米线的电化学循环寿命图，首次放电比容量为1230 mAh/g，经过50次循环放电比容量为290 mAh/g。
实施例二：
将1 mmol硝酸钴、2 mmol硝酸锰、2 mmol氟化铵和5 mmol尿素溶于70 mL去离子水中，进行磁力搅拌50 min；将上述混合溶液置于100 mL反应釜中，该反应釜中浸渍一块1×1 cm2的钛箔；将反应釜置于烘箱中140 ℃反应5 h，将前驱体在400 ℃煅烧2 h，得生长在钛箔上的Mn2CoO4纳米线；将1 mmol对甲苯磺酸钠溶于30 mL无水乙醇中，得溶液A；将0.2 mmol过硫酸铵溶于20 mL水得溶液B；将50 μL溶液A滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，然后将50 μL溶液B滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，该聚合反应置于黑暗处处理7 h，然后再次重复上述聚合过程；将上述样品用无水乙醇和去离子水洗涤数次后，60 ℃真空烘箱24 h进行烘干，得最终产物。
实施例三：
将1 mmol醋酸钴、2 mmol醋酸锰、2 mmol氟化铵和5 mmol尿素溶于70 mL去离子水中，进行磁力搅拌50 min；将上述混合溶液置于100 mL反应釜中，该反应釜中浸渍一块1×1 cm2的钛箔；将反应釜置于烘箱中140 ℃反应5 h，将前驱体在400 ℃煅烧2 h，得生长在钛箔上的Mn2CoO4纳米线；将1 mmol对甲苯磺酸钠溶于30 mL丙酮中，得溶液A；将0.2 mmol过硫酸铵溶于20 mL水得溶液B；将75 μL溶液A滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，然后将75 μL溶液B滴加到含有Mn2CoO4纳米线的钛箔片上，该聚合反应置于黑暗处处理10 h，然后再次重复上述聚合过程；将上述样品用无水乙醇和去离子水洗涤数次后，80 ℃真空烘箱20 h进行烘干，得最终产物。