锰基氧化物及硫化物的制备及其电化学性能研究

摘要

锰基氧化物及硫化物纳米材料因其组成和性质的多样性，在锂离子电池负极材料和超级电容器电极材料方面具有广泛的应用。本文先通过一步共沉淀法合成微米球形碳酸盐前躯体，再采用一步煅烧控制还原法和溶剂热法，分别制备了MnO@Ni微米球、NiS2-MnS多级结构，并研究了它们的电化学性能。
　　本研究主要内容包括：⑴以乙酸镍和乙酸锰为原料，碳酸氢钠为沉淀剂，先通过共沉淀法合成镍锰碳酸盐前驱体，再采用煅烧控制还原法，制备了MnO@Ni微米球。采用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜(SEM)、射线光电子能谱(XPS)等测试手段对产物的物相、形貌结构进行了表征，研究了其作为锂离子电池负极材料的相关电化学性能。实验结果表明:在所制备的几组样品中，当Ni∶Mn摩尔比为1∶10时，所得产物具有最好的电化学性能。在0.1C倍率下的放电容量为851.2mAhg-1。在0.5C倍率下经过200次循环后仍保持285.7mAhg-1的放电比容量，其容量保持率为72％，具有优异的循环稳定性。⑵以乙酸镍和乙酸锰为原料，碳酸氢钠为沉淀剂，通过共沉淀法合成镍锰碳酸盐前驱体，然后采用硫代乙酰胺在溶剂热条件下进行硫化，制备了NiS2-MnS多级结构。对产物的物相、形貌结构进行了表征，并研究了其作为超级电容器电极材料的相关电化学性能。结果表明:当反应温度为150℃，反应时间为12h时，得到硫化完全的产物，并具有较完整的球形结构。在1Ag-1电流密度下其比容量为630.8Fg-1，具有优异的倍率性能，经过1000次循环后，比容量为205Fg-1，容量保持率大约为70％，具有良好的倍率性能与循环稳定性。

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摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 锂离子电池简介

1．2．1 锂离子电池的发展概述

1．2．2 锂离子电池的结构和原理

1．2．3 锂离子电池的特点

1．3 锂离子电池负极材料的研究进展

1．4 超级电容器简介

1．4．1 超级电容器的发展概述

1．4．2 超级电容器的结构

1．4．3 超级电容器的分类

1．4．4 超级电容器的特点

1．5 过渡金属硫化物电极材料的研究进展

1．5．1 硫化钴

1．5．2 硫化镍

1．5．3 其他金属硫化物

1．6．1 本课题选题依据

1．6．2 本课题研究内容

第二章 MnO@Ni电极材料的制备及其储锂性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂与仪器

2．2．2 样品的制备

2．2．3 样品的表征

2．2．4 样品的电化学测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 产物的物相分析

2．3．2 产物的形貌分折

2．3．3 产物的电化学性能分析

2．4 本章小结

第三章 锰的硫化物电极材料的制备及其电容性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂与仪器

3．2．2 样品的制备

3．2．3 样品的表征

3．2．4 样品的电化学测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 产物的XRD分析

3．3．2 产物的形貌分析

3．3．3 产物的电化学性能分析

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文