提高锂离子电池性能 阿克伦大学研发出高性价比锰系阳极材料

美国阿克伦大学的研究人员开发了Mn3O4/C分级多孔纳米球，并将其用作锂离子电池的阳极材料。这种纳米球具有高的可逆比容量（电流为200mA/g时电池容量为1237mAh/g）、优异的稳定性（电流为4A/g时电池容量是425mAh/g）和超长的使用寿命（电流为4A/g，使用3000次循环后没有明显的容量衰减）。从理论上讲，过渡金属氧化物是一种很有前途的高容量、低成本的阳极候选材料。在这些材料中，Mn3O4储量丰富，难以氧化，在电化学方面具有竞争力。作为一种电池负极材料，它有着良好的应用前景，广泛应用于各种电池材料的研究。然而，过渡金属氧化物可以用作锂离子电池（LIBs）的阳极材料，但仍存在一些问题。首先，金属氧化物固有的不良导电性限制了整个电极的电子传输，导致活性材料的利用率低，可评价性低。其次，金属氧化物在锂化和除锂过程中的大体积收缩和膨胀会导致电极破碎，从而加速循环使用过程中的容量衰减。众所周知，纳米工程和碳杂化是克服和限制这些问题的有效方法。研究团队利用溶剂热反应合成了具有球形结构的自组装锰基金属配合物（Mn-MOC）。然后，研究人员通过热退火将Mn-MOC前体材料转化为分级多孔Mn3O4/C纳米球。研究人员将锂的储存能力归因于纳米球独特的多孔分级结构。纳米球Mn3O4纳米晶体，其被均匀分布的薄碳壳覆盖。这种纳米结构具有大的反应面积，增强了导电性，并且易于形成稳定的固体电解质界面（SEI），并且可以适应转化反应电极的体积变化。美国阿克伦大学的研究人员开发了Mn3O4/C分级多孔纳米球，并将其用作锂离子电池的阳极材料。这种纳米球具有高的可逆比容量（电流为200mA/g时电池容量为1237mAh/g）、优异的稳定性（电流为4A/g时电池容量是425mAh/g）和超长的使用寿命（电流为4A/g，使用3000次循环后没有明显的容量衰减）。从理论上讲，过渡金属氧化物是一种很有前途的高容量、低成本的阳极候选材料。在这些材料中，Mn3O4储量丰富，难以氧化，在电化学方面具有竞争力。作为一种电池负极材料，它有着良好的应用前景，广泛应用于各种电池材料的研究。然而，过渡金属氧化物可以用作锂离子电池（LIBs）的阳极材料，但仍存在一些问题。首先，金属氧化物固有的不良导电性限制了整个电极的电子传输，导致活性材料的利用率低，可评价性低。其次，金属氧化物在锂化和除锂过程中的大体积收缩和膨胀会导致电极破碎，从而加速循环使用过程中的容量衰减。众所周知，纳米工程和碳杂化是克服和限制这些问题的有效方法。研究团队利用溶剂热反应合成了具有球形结构的自组装锰基金属配合物（Mn-MOC）。然后，研究人员通过热退火将Mn-MOC前体材料转化为分级多孔Mn3O4/C纳米球。研究人员将锂的储存能力归因于纳米球独特的多孔分级结构。纳米球Mn3O4纳米晶体，其被均匀分布的薄碳壳覆盖。这种纳米结构具有大的反应面积，增强了导电性，并且易于形成稳定的固体电解质界面（SEI），并且可以适应转化反应电极的体积变化。

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