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《东北师范大学》 2018年
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MnO基锂离子电池负极材料的可控制备及其储锂性能的研究

刘道晟  
【摘要】:随着科学技术日新月异的发展,人们对能源存储技术的要求也不断提高,其中包括锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、金属-空气电池等等。而在锂离子电池中,传统的石墨负极由于理论储锂容量(372 mAh g~(-1))低,倍率和循环性能差等原因使得它将不能满足下一代高能锂离子电池(LIBs)的需求。为满足这些需求,急需开发拥有理论容量大、倍率性能好、循环寿命长等优点的负极材料。而作为一种有前途的锂离子电池负极材料,MnO因其高的理论储锂容量(756 mAh g~(-1))、较低的工作电压和极化、低成本、环境友好、资源丰富等优点引起广泛关注。本文以一种简单的、低成本的方法合成了一种拥有独特多孔结构的氮掺杂碳包覆的多孔MnO纳米管(p-MnO@N-C NTs),展示其作为锂离子电池负极材料时的储锂性能。得益于其独特的一维多孔结构的特点,p-MnO@N-C NTs电极具有很高的可逆比容量(在0.1 A g~(-1)下容量为971.8 mAh g~(-1)),极好的高倍率性能(在30 A g~(-1)的高电流密度下比容量仍高达359.5 mAh g~(-1))和循环稳定性(在10 A g~(-1)的高电流密度下循环3500圈后仍保持441.5 mAh g~(-1)的比容量)。这种优异的电化学性能应该是归因于氮掺杂碳层的高导电性和保护作用,以及足够的内部空隙能有效地容纳MnO在循环过程中的体积变化。此外,该工作还揭露了赝电容电荷储存在储锂过程中有很大的贡献。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM912

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