过渡金属氧化物CuO和Mn_2O_3的制备及其锂离子电池性能的研究

【摘要】本文主要研究了过渡金属氧化物CuO纳米空心球和多孔Mn203微球的制备及其在锂离子电池中的应用。实验采用溶剂热法在Cu基底上合成了海胆状的CuO纳米空心球,探讨了颗粒尺寸、不同形貌以及反应温度对其电化学性能的影响；另外,在低温反应釜中合成了前驱体MnCO3多孔微球,并通过形态可控分解MnCO3多孔微球制备均匀分布的Mn203多孔微球,并探讨了产物的反应机制及其作为锂离子负极材料的电池性能。本论文的主要内容归纳如下：1.在本文中我们介绍了一种简便的水热辅助方法来制备的CuO纳米结构@铜箔作为锂离子电池负极材料。温度为100和150℃时,其产物是分别由纳米棒组成的海胆状结构的CuO和由小颗粒组成的CuO微球。在无需另外集流体且不添加粘结剂和导电添加剂的情况下直接组装成锂离子电池,并研究循环性能和不同倍率下的电化学性能。调查结果表明,海胆状CuO微球@Cu不仅拥有优异的倍率性能还拥有优异的循环性能,在电流密度为2Ag-1时比容量仍为250mAh·g-1,并且在电流密度为100mA·g-1时,循环400圈后,仍然保持可逆容量在100mA·g-12.本文通过球形MnCO3前驱体的形貌可控分解成功合成了多孔的Mn203微球。首先,制备均匀多孔MnCO3微球,采用MnSO4·H2O和NH4HCO3为原料,乙醇作为溶剂,在200℃下加热8h。产物在600℃条件下高温热分解球形碳酸锰,在空气中煅烧2小时后,得到多孔的Mn203微球。多孔的Mn2O3微球用作锂离子电池负极材料时,其表现出了良好的电化学性能,在电流密度为150mA·g-1下循环50圈以后可逆比容量保持在800mAh·g-1左右。
【作者】金莎莎；
【导师】钱逸泰；
【作者基本信息】中国科学技术大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】水热；溶剂热；多孔微球；电化学性能；锂离子电池；

【参考文献】
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