锂-二氧化锰一次电池的研究进展

从阴极材料二氧化锰(MnO_2)入手,介绍对MnO_2进行的多种改性研究,如金属氧化物掺杂、金属包覆、阴离子掺杂以及热处理的影响;从阳极材料、黏结剂、集流体等方面,分析影响锂-二氧化锰(锂锰)一次电池性能的多种因素;对锂锰电池的发展趋势进行展望。     

微纳米结构MnO/C材料的制备与储锂性能研究

以醋酸锰、乙二醇、草酸二水化合物为原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、葡萄糖、间苯二酚为碳源,通过沉淀法辅以热处理,制备出了碳包覆的微纳米结构MnO/C复合材料。利用XRD、SEM、TEM和电化学测试研究MnO/C复合材料的结构、形貌和电化学性能。研究结果表明,以PVP为碳源通过沉淀法制备的MnO/C材料具有微纳米复合结构且材料表面均匀包覆3 nm左右的碳层。该材料作为锂电负极材料在100 m A/g的恒流充放电下循环50次可逆容量达到586 mAh/g,并且经过大电流充放电后仍然表现了优异的结构稳定性。     

表面活性剂对二氧化锰性能的影响

采用液相共沉淀法,分别以十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备二氧化锰(MnO_2),通过XRD、SEM、BET、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、倍率性能和电化学阻抗谱(EIS)测试,对样品进行分析。3种材料均为β-MnO_2,以SDS为表面活性剂制备的MnO_2晶胞参数最优、比表面积最大且电荷转移阻抗最小。在1/40 C下恒流放电至1.5 V,放电比容量为265 mAh/g,比使用PVP时高出近3倍,且阻抗最小。