Mn2O3纳米颗粒脱/嵌Li+过程研究

摘要

过渡金属氧化物作为一类具有应用前景的锂离子电池负极材料近年来得到了广泛关注。区别于传统具有层状结构碳负极的脱/嵌Li+，过渡金属氧化物负极是通过氧化还原反应实现Li+的嵌入和脱出过程的，期间伴随着过渡金属的还原和氧化。其中，锰的氧化物以其较低的价格，环境友好，易于制备等优点已被应用于锂离子电池负极材料的研究并表现出了良好的性能。然而，由于锰元素具有较为丰富的价态，其氧化物的结构也是复杂多样使得与Li+反应的详细机制尚不明朗。因此，脱/嵌Li+过程研究对于锰氧化物的性能改善和实际应用具有重要意义。本文通过热分解碳酸锰前驱体制备了尺寸约为30 nm，分散良好的Mn2O3纳米颗粒并考察了其作为锂离子电池负极材料的性能。通过循环伏安和交流阻抗的方法对其脱/嵌Li过程进行研究。结果表明首次嵌Li+过程使电极材料发生了不可逆的变化，且在充放电过程中，电极材料阻抗随着电位变化而变化。