MnO-C復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能.pdf

1、本課題用高溫?zé)Y(jié)有機(jī)前驅(qū)體的方法，制備了納米級(jí)的MnO/C復(fù)合材料，并對(duì)其做了系統(tǒng)的研究。利用XRD、TG、SEM、TEM和XPS等手段對(duì)材料的化學(xué)組成和微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析；同時(shí)，對(duì)材料進(jìn)行了恒流充放電和循環(huán)伏安等測(cè)試，研究復(fù)合材料的電化學(xué)性能。
　　制備出的MnO/C復(fù)合材料是一種納米級(jí)的“核-殼”結(jié)構(gòu)的材料。材料呈顆粒狀均勻分布，顆粒大小在100 nm~200 nm之間。材料的首次嵌鋰容量為1189.5 mAh g-1，脫鋰容

2、量可達(dá)706.8 mAh g-1，庫(kù)倫效率為59.4％。經(jīng)過(guò)45次循環(huán)后，材料的脫嵌鋰容量仍能保持在424.6 mAh g-1。MnO/C復(fù)合材料中所含有的碳可以提高 MnO的導(dǎo)電性和分散程度，緩解材料的體積膨脹，加快電化學(xué)反應(yīng)的傳荷速率。
　　論文對(duì)制備復(fù)合材料的條件，如：前驅(qū)體的種類(lèi)、燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)溫度和氧化時(shí)間等加以研究。發(fā)現(xiàn)通過(guò)溶膠-凝膠法制備得到的苯甲酸錳作為前驅(qū)體燒結(jié)得到的復(fù)合材料體現(xiàn)出較高的嵌鋰容量；不同燒結(jié)時(shí)間制備

3、的MnO/C復(fù)合材料在最初的脫嵌鋰過(guò)程中，性能差別不大，但其循環(huán)性能和倍率性能隨燒結(jié)時(shí)間的增長(zhǎng)而下降；500℃下高溫?zé)Y(jié)制備的復(fù)合材料的嵌鋰容量較400℃和600℃燒結(jié)制備的復(fù)合材料要好；不同的氧化時(shí)間也會(huì)對(duì)材料的性能產(chǎn)生影響，隨著氧化時(shí)間的增長(zhǎng)，材料的脫嵌鋰容量增加。所以，在制備MnO/C復(fù)合材料時(shí)，選擇苯甲酸錳做前驅(qū)體，在500℃通氮?dú)獗Ｗo(hù)，隔絕空氣高溫?zé)Y(jié)2h，降溫到200℃后，再在空氣中200℃氧化5h制備得到的復(fù)合材料的性能比