锰基复合电极的制备及其电化学性能研究分析 化学工程管理专业VIP免费

锰基复合电极的制备及其电化学性能研究摘要：使用水热法在160℃下制备二氧化锰的纳米棒状结构。只利用高锰酸钾和乙酸乙酯两种原料，采用溶剂热法制得二氧化锰纳米片材料，分别利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、电池充放电及循环测试等测试手段对材料的形貌、结构做出表征。运用恒电流充放电的方法对材料的电化学性能进行测试。(1)在空气中和在氩气中500℃温度下烧，400mAg-1电流密度下的循环性能测试曲线。在空气中500℃烧时，其电极的储锂性能最好。(2)在以PF127为表面活性剂的实验中，水和乙醇的比例变化会影响锰的价态和形貌，进而影响材料的储锂性能当水和乙醇含量分别为30ml和5ml时，电极的储锂性能最好。（3）在600mAg-1的电流密度下，各比例的长循环性能在30ml水和5ml乙醇为溶液时所制得的锰的氧化物在前200圈具有最高的放电容量，但是在140圈以后，电池的放电容量逐渐减低，这可能是在长循环过程中，材料出现粉化情况造成的。（4）高锰酸钾水溶液和乙酸乙酯混合，在85℃温度下冷凝回流所制得的材料，400mAg-1电流密度下的循环性能测试曲线可以看出，在反应了22小时后，但电极容量逐渐降低，所以考虑进行硫化处理。硫化处理后可以看出电极容量明显提升，初始库伦效率也明显提升，但仍然未解决容量随着循环次数的增加而减小的问题。关键词：锂电池负极材料；钠电池负极材料；纳米棒；纳米片；电化学性能Abstract:Thenanorod-likestructureofmanganesedioxidewaspreparedbyhydrothermalmethodat160°C.Usingonlypotassiumpermanganateandethylacetateasrawmaterials,MnO2nanosheetswerepreparedbysolvothermalmethod.Thescanningelectronmicroscopy(SEM),X-raydiffraction(XRD),batterychargeanddischarge,andcyclictestingwereused.Characterizethetopographyandstructureofthematerial.Theelectrochemicalpropertiesofthematerialweretestedusingagalvanostaticcharge-dischargemethod.(1)Cycleperformancetestcurvesatacurrentdensityof400mAg-1inairandatatemperatureof500°Cinargon.Whenburnedinairat500°C,theelectrodehasthebestlithiumstorageperformance.(2)IntheexperimentofusingPF127asasurfactant,thechangeoftheratioofwaterandethanolwillaffectthevalenceandmorphologyofmanganese,andthenaffectthelithiumstorageperformanceofthematerial.Whenthewaterandethanolcontentswere30mland5ml,respectively,theelectrodehadthebestlithiumstorageperformance.(3)Atacurrentdensityof600mAg-1,thelong-cycleperformanceofeachratiohasthehighestdischargecapacityinthefirst200cyclesofthemanganeseoxideproducedinasolutionof30mlofwaterand5mlofethanol,butAfter140laps,thedischargecapacityofthebatterygraduallydecreased,whichmaybeduetothepowderingofthematerialduringthelongcycle.(4)Potassiumpermanganatesolutionandethylacetatearemixedandtheresultingmaterialiscondensedandrefluxedatatemperatureof85°C.Thecycleperformancetestcurveatacurrentdensityof400mAg-1canbeseenafter22hoursofreaction.However,theelectrodecapacitygraduallydecreases,soconsiderthesulfidationtreatment.Afterthesulfidationtreatment,itcanbeseenthattheelectrodecapacityissignificantlyincreased,andtheinitialcoulombicefficiencyisalsosignificantlyincreased,buttheproblemofthedecreaseincapacitywithanincreaseinthenumberofcyclesisstillnotresolved.Keywords:lithiumbatteryanodematerial;sodiumbatteryanodematerial;nanorod;nanosheet;electrochemicalperformance1.1锂电池的发展历史由于锂离子电池具有较高的能量密度，锂金属在1958年引入到电池应用领域，并在1970年进入锂一次电池商业开发阶段。从20世纪年以来，随着负极材料、正极材料以及电解质的变革，两种锂电池不断发展并且进入商业化阶段。今天，锂电池技术随着时代在持续不断地发展，正在一步步的改善人们的生活。现如今环境被破坏和资源（尤其是化石能源）的枯竭等问题日益严重，使...