MnCo2O4的制備及其電學性能測試.pdf

1、由于尖晶石結構的鈷酸鹽具有較高的初始容量，熱穩(wěn)定性、電化學性能良好，成本低，毒性小等優(yōu)點，有望成為鋰離子電池負極材料的主力軍。本文通過水熱法分別合成出了具有八面體結構、層狀結構的MnCo2O4顆粒，以及運用類似方法合成的CoFe2O4及其延伸產物，并通過各種表征手段分析，結果均證明復合過渡金屬氧化物的電化學性能優(yōu)異，用來制作鋰離子電池負極材料具有很大潛力，本文具體研究如下:
　　1、通過簡單的水熱法成功地合成出了MnCo2O4八面

2、體結構材料，晶體粒徑約為500nm。通過對比實驗分析，我們得到化學勢和前驅體溶液中離子的運動速度，氧化鈉的用量對產物的最終形貌控制起到重要作用。在電化學實驗分析中，MnCo2O4八面體結構有很大的初始放電電容量，在0.1和1C的電流密度下，分別可以達到1180mAhg-1和1110mAh g-1。在循環(huán)性能測試中，當電流密度為1.0 C時，50次循環(huán)之后，放電容量下降到380 mAh g-1，但它仍然高于同等情況下的石墨電極。通過電學性

3、能測試表明八面體結構MnCo2O4可用作鋰電池負極材料，并且具有良好的發(fā)展前景。
　　2、通過簡單的水熱合成法合成出了層片狀MnCo2O4顆粒，粒徑約為10μm。并通過設置對比實驗進行分析，對掃描電鏡SEM圖像研究表明尿素的量和反應溫度對產物形貌變化有很大影響，通過改變尿素的用量和反應溫度我們可以控制產物的形貌。本文還對具有層狀顆粒結構和花狀球結構的產物進行了電化學分析，當產物作為鋰離子電池陽極材料時，從充放電曲線可以看出，層狀顆

4、粒結構的MnCo2O4初始電容量高達1840mAh g-1，經過50次循環(huán)后仍有710mAh g-1的容量保留。循環(huán)性能測試曲線表明，花狀球結構的MnCo2O4循環(huán)性能略遜于層狀顆粒結構的MnCo2O4。電學性能分析顯示，具有層狀結構的MnCo2O4是有良好發(fā)展前景的鋰離子電池負極材料。
　　3、通過無模板水熱法成功合成出了直徑約為200-300nm的CoFe2O4及其延伸產物(MnFe2O4、NiFe2O4)納米球，其中CoFe

5、2O4通過測試其比表面積為87.5m2/g，平均孔徑為27.52nm。當產物做為鋰離子電池的負極材料進行電學性能測試時，介孔CoFe2O4的初始充放電容量分別為1030mAh/g和612.5mAh/g，并且具有良好的循環(huán)性能，在50次循環(huán)后仍然保留在379mAh/g的穩(wěn)定放電容量。之后我們又合成出MFe2O4（M=Mn和Ni）介孔納米球，并對其進行電學性能測試，并與CoFe2O4進行了比較。實驗數(shù)據(jù)表明，當循環(huán)50次后，MnFe2O4具