自组装MnO/类石墨烯纳米球多级孔道结构电极材料的可控制备

来源 :第十七届全国相图学术会议暨相图与材料设计国际研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iammycsj
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目前商业化所用的锂离子负极材料——碳的较低的储锂能力(理论比容量仅为372mAh/g)已难以适应便携式仪器设备、电动汽车电源等领域的发展和需求,因此,为了满足实际生产和生活的需要,研发出新的具有更高比容量的锂离子负极材料成为当务之急.锰基氧化物资源丰富,且与其它过渡金属氧化物或衍生物相比,具有价格低廉、无毒、安全等优势,因此是一类极具发展潜力的动力锂离子电池电极材料.其中,氧化亚锰以其具有高的比容量(755mAh/g)、高的密度(5.43 cm3/g)和低的滞后电压<0.8 V vs.Li/Li+)等优势被认为是锰基氧化物中最具应用潜力的锂离子负极材料.众所周知,材料的性能主要取决于其结构。鉴于此,本文采取适于产业化应用的固相热解制备方法,选择葡萄糖和高锰酸盐为反应物,利用TG、原位红外光谱、XRD以及SEM等手段对该反应体系的固相热分解反应过程及构建机理进行研究,并根据结构与性能的关系对反应过程进行设计,成功实现了多级孔道结构的一氧化锰,类石墨烯核壳( MnO/G-like)结构纳米球的非模板分步还原自组装构建。经表征,所得纳米球不仅具有较为均一的颗粒尺寸(-65 nm),且碳壳层的厚度可控制在2-4nm,使其具有石墨烯的性能。作为锂离子电池负极电极材料,所得电极材料不仅具有良好的电化学综合性能(如图lb所示),且与Mn0/石墨烯纳米复合材料相比,所得Mn0/类石墨烯纳米球具有更良好的稳定性(抗氧化能力):可在空气中保存较长时间。
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