微纳结构MnO和MnF 2 的制备与电化学性能调控研究

发布时间：2021-05-17 04:52

　　最近,以MnO和MnF2为代表的锰基金属氧化物和氟化物负极材料,由于其具有较好的储能特性而引起了广泛的关注。MnO和MnF2具有理论比容量（755.6和577 mAh g-1）较高、电动势值相对较低和资源很丰富等优点。然而,MnO和MnF2的电导率都较低,电化学反应过程中体积变化较大使得电极材料粉化脱落严重,导致该类材料具有较差循环稳定性和倍率性能。针对这些不足,我们通过优化反应物浓度、磁场诱导、碳复合和元素掺杂等手段调控材料的形貌、微纳结构和导电性,研究该类材料电化学储能特性,主要内容如下:（1）采用水热法和磁场辅助水热法分别合成MnCO3前驱体,然后热解制备了多孔微米立方体和介孔微米链结构MnO材料。通过调控尿素含量和改变磁场强度优化了材料的形貌和微纳结构,从而获得良好的电化学性能。多孔微米立方结构MnO在0.5 C时经过200个循环后,放电比容量达到914.6 mAh g-1。而介孔微米链结构MnO在2 C时经过250个循环后,放电比容量达到768.7 mAh g-1;甚至在8 C时经过2000个循环后,放电比容量仍保持在198.3 mAh g-1。多孔微米立方和介孔微米链结构M... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 微纳结构材料用于储能的优势、挑战和设计
        1.1.1 微纳结构材料用于储能的优势
        1.1.2 微纳结构材料用于储能的挑战
        1.1.3 微纳结构材料的设计原则
    1.2 锂离子电池简述
        1.2.1 锂离子电池发展简介
        1.2.2 锂离子电池结构和原理
    1.3 锂离子电池负极材料的研究现状
        1.3.1 Si/Ge材料
        1.3.2 金属氧化物
        1.3.3 锰基氧/氟化物
    1.4 本论文的选题意义及研究内容
    参考文献
第2章 微纳结构MnO的制备及电化学储能特性研究
    2.1 多孔MnO微米立方体制备及电化学储能特性
        2.1.1 实验
        2.1.2 结果与讨论
    2.2 磁场诱导介孔MnO微米链的合成及电化学储能特性
        2.2.1 实验
        2.2.2 结果和讨论
    2.3 本章小结
    参考文献
第3章 微纳结构MnO@C的制备及电化学特性研究
    3.1 实验
        3.1.1 实验器材
        3.1.2 MnO@C的制备过程
        3.1.3 MnO@C的物性表征
        3.1.4 MnO@C的电化学测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 MnO@C的结构和形貌
        3.2.2 MnO@C的电化学特性
    3.3 本章小结
    参考文献
第4章 钴掺杂对MnO电化学储能特性的调控研究
    4.1 实验
        4.1.1 实验器材
        4.1.2 Mn_(1-x)Co_xO(x=0,0.1,0.2,0.3)的制备过程
        4.1.3 Mn_(1-x)Co_xO(x=0,0.1,0.2,0.3)的物性表征
        4.1.4 Mn_(1-x)Co_xO (x=0, 0.1,0.2, 0.3)的电化学测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 Mn_(1-x)Co_xO (x=0, 0.1,0.2,0.3)的结构和形貌
        4.2.2 Mn_(1-x)Co_xO(x=0, 0.1,0.2, 0.3)的电化学特性
    4.3 本章小结
    参考文献
第5章 微纳结构MnF_2的制备及电化学储能特性研究
    5.1 实验
        5.1.1 实验器材
        5.1.2 MnF_2的制备过程
        5.1.3 MnF_2的物性测试
        5.1.4 MnF_2的电化学测试
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 MnF_2的结构和形貌
        5.2.2 MnF_2的生长机理
        5.2.3 MnF_2的电化学储能特性
    5.3 本章小结
    参考文献
第6章 微纳结构MnF_2@CNT的制备及电化学性能研究
    6.1 实验
        6.1.1 实验器材
        6.1.2 MnF_2@CNT的制备过程
        6.1.3 MnF_2@CNT的物性表征
        6.1.4 MnF_2@CNT的电化学测试
    6.2 结果和讨论
        6.2.1 MnF_2@CNT的结构和形貌
        6.2.2 MnF_2@CNT的生长机理
        6.2.3 MnF_2@CNT的电化学特性
    6.3 本章小结
    参考文献
第7章 总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果



本文编号：3191115