MnCo2O4的制備及其電學(xué)性能測(cè)試.pdf

1、由于尖晶石結(jié)構(gòu)的鈷酸鹽具有較高的初始容量，熱穩(wěn)定性、電化學(xué)性能良好，成本低，毒性小等優(yōu)點(diǎn)，有望成為鋰離子電池負(fù)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(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)的MnCo2O4顆粒，以及運(yùn)用類似方法合成的CoFe2O4及其延伸產(chǎn)物，并通過各種表征手段分析，結(jié)果均證明復(fù)合過渡金屬氧化物的電化學(xué)性能優(yōu)異，用來制作鋰離子電池負(fù)極材料具有很大潛力，本文具體研究如下:
　　1、通過簡(jiǎn)單的水熱法成功地合成出了MnCo2O4八面

2、體結(jié)構(gòu)材料，晶體粒徑約為500nm。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析，我們得到化學(xué)勢(shì)和前驅(qū)體溶液中離子的運(yùn)動(dòng)速度，氧化鈉的用量對(duì)產(chǎn)物的最終形貌控制起到重要作用。在電化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析中，MnCo2O4八面體結(jié)構(gòu)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(dá)到1180mAhg-1和1110mAh g-1。在循環(huán)性能測(cè)試中，當(dāng)電流密度為1.0 C時(shí)，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(xué)性

3、能測(cè)試表明八面體結(jié)構(gòu)MnCo2O4可用作鋰電池負(fù)極材料，并且具有良好的發(fā)展前景。
　　2、通過簡(jiǎn)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(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，對(duì)掃描電鏡SEM圖像研究表明尿素的量和反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物形貌變化有很大影響，通過改變尿素的用量和反應(yīng)溫度我們可以控制產(chǎn)物的形貌。本文還對(duì)具有層狀顆粒結(jié)構(gòu)和花狀球結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物進(jìn)行了電化學(xué)分析，當(dāng)產(chǎn)物作為鋰離子電池陽極材料時(shí)，從充放電曲線可以看出，層狀顆

4、粒結(jié)構(gòu)的MnCo2O4初始電容量高達(dá)1840mAh g-1，經(jīng)過50次循環(huán)后仍有710mAh g-1的容量保留。循環(huán)性能測(cè)試曲線表明，花狀球結(jié)構(gòu)的MnCo2O4循環(huán)性能略遜于層狀顆粒結(jié)構(gòu)的MnCo2O4。電學(xué)性能分析顯示，具有層狀結(jié)構(gòu)的MnCo2O4是有良好發(fā)展前景的鋰離子電池負(fù)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(chǎn)物(MnFe2O4、NiFe2O4)納米球，其中CoFe

5、2O4通過測(cè)試其比表面積為87.5m2/g，平均孔徑為27.52nm。當(dāng)產(chǎn)物做為鋰離子電池的負(fù)極材料進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試時(shí)，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(duì)其進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試，并與CoFe2O4進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)循環(huán)50次后，MnFe2O4具