碳布負(fù)載氧化錳的制備及其鋅離子電池性能研究

編號(hào)：FTJS106602

篇名：碳布負(fù)載氧化錳的制備及其鋅離子電池性能研究

作者：陳淑君 姚恒 張集領(lǐng) 張朝琰 孟軒 岳紅偉

關(guān)鍵詞： 水系鋅離子電池 正極材料 碳布 四氧化三錳 水熱法

機(jī)構(gòu)： 許昌學(xué)院化工與材料學(xué)院

摘要： 可再充電水性鋅離子電池具有環(huán)境友好、高安全性、高離子傳導(dǎo)性和低成本等優(yōu)點(diǎn),已成為新能源領(lǐng)域最有前途的儲(chǔ)能電池之一。錳基材料是鋅離子電池最佳的正極材料。然而,其固有的導(dǎo)電性差和結(jié)構(gòu)坍塌阻礙了它們的實(shí)際應(yīng)用。為改善Mn3O4電極材料的電化學(xué)性能,文章以碳布為基底、高錳酸鉀為原料,利用碳和高錳酸鉀之間的氧化還原反應(yīng),在碳纖維表面生長(zhǎng)了四氧化三錳的納米線(xiàn),形成核殼結(jié)構(gòu)的Mn3O4@CC/復(fù)合材料,并直接作為水性鋅離子電池的自支撐無(wú)粘結(jié)劑的正極材料。同時(shí),探討了反應(yīng)溫度對(duì)復(fù)合材料的影響,制備出Mn3O4@CC/130℃、Mn3O4@CC/160℃和Mn3O4@CC/180℃三種復(fù)合材料。采用X射線(xiàn)衍射儀、掃描電子顯微鏡、激光共焦拉曼光譜儀、熱重分析儀、電化學(xué)工作站等儀器對(duì)Mn3O4@CC復(fù)合材料的組成、形貌和電化學(xué)性能等進(jìn)行了表征。電化學(xué)測(cè)試表明,相比于其他兩個(gè)電極,Mn3O4@CC/130℃復(fù)合材料表現(xiàn)出更優(yōu)異的電化學(xué)性能,在100 mA·g-1下循環(huán)100次后的容量為277.2 mAh·g-1,在1000 mA·g-1的大電流密度下測(cè)試,經(jīng)150次循環(huán)容量仍保持在124.0 mAh·g-1。