錳基復(fù)合負(fù)極材料的制備及儲鋰性能研究.pdf

1、鋰離子電池由于具有高能量密度、無記憶效應(yīng)而備受研究者的廣泛關(guān)注。目前，商業(yè)的負(fù)極材料為石墨，它具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，循環(huán)壽命長等的優(yōu)點，但是理論比容量較低，不能夠滿足人們對快速發(fā)展的電子設(shè)備的要求，所以尋找高比容量的新型負(fù)極材料成為研究熱點。近年來。過渡金屬氧化物得到了密切關(guān)注，因其具有較高的理論比容量、價格低廉、制備簡單等，但同樣也存在一些問題，如在充放電過程中電極材料會產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致材料出現(xiàn)裂縫至粉末化，降低了電化學(xué)活性，循環(huán)性能差。

2、改進(jìn)的方法有對材料進(jìn)行納米化、碳材料包覆和復(fù)合其他無機(jī)物，納米結(jié)構(gòu)有大的比表面積，同時縮短了鋰離子傳輸路徑;碳材料包覆有效的改善了體積的變化，增強(qiáng)了電極的導(dǎo)電性;與無機(jī)物復(fù)合之后，形成復(fù)合效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)改善了電化學(xué)性能。
　　本文主要是以錳基氧化物為中心，通過與碳和無機(jī)物復(fù)合，制備鈣錳氧化物，對其進(jìn)行物相表征、以及在負(fù)極材料中的應(yīng)用，具體的內(nèi)容如下:
　　1.首次以氯化錳為錳源，聚乙烯醇和草酸分別為螯合劑和沉淀劑，采用簡單的

3、液相沉淀法和后續(xù)煅燒處理得到類蓮藕狀結(jié)構(gòu)的MnO/C復(fù)合材料。通過優(yōu)化聚乙烯醇的質(zhì)量濃度，篩選出具有最佳電性能的實驗條件，當(dāng)聚乙烯醇質(zhì)量濃度為1.0％，氯化錳為0.9 mol L-1，煅燒溫度為600℃時，復(fù)合材料展現(xiàn)出最優(yōu)的性能。首次放電比容量為1410mAhg-1，經(jīng)過250次循環(huán)后，可逆容量仍然能保持在1084 mA hg-1，且有良好的倍率性能。
　　2.以碳酸鈉和硫酸錳為初始反應(yīng)試劑，液相沉淀法得到碳酸錳前驅(qū)體，隨后取定

4、量的前驅(qū)體與碳酸鈉液相混合和后續(xù)煅燒處理得到氧化錳/無機(jī)物的復(fù)合材料MnO/Na2CO3，并首次研究其作為鋰電池負(fù)極材料的性能。通過優(yōu)化碳酸鈉的加入量，獲得具有最優(yōu)電性能的復(fù)合材料。結(jié)果表明，當(dāng)碳酸鈉加入量為4.0％，燒結(jié)溫度是450℃時，復(fù)合材料的電化學(xué)性能最佳，首次放電比容量為1478.5 mA h g-1，180次循環(huán)后的可逆容量為1419.9 mAhg-1。同時也表現(xiàn)出了近于99％的庫倫效率和良好的倍率性能。
　　3.以海