多孔MnO@C立方体的制备及电化学性能研究

魏义永，傅 强，訾振发，庞良伟，马小航

（1.合肥师范学院物理与材料工程学院，安徽合肥230601；2.中国科学技术大学化学与材料科学学院，安徽合肥230026）

发展绿色能源对实现人类可持续发展具有重要意义。考虑到便携式电动装置、电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车和电网储能系统的需求不断增加，可充电锂离子电池（LIBs）凭借其安全性好、功率和能量密度大、循环寿命长、环境友好和无记忆效应等优势而备受关注[1-3]。纯石墨负极因其理论比容量（372 mAh·g-1）相对较低而受到限制[4]，所以，该领域的研究人员迫切希望构建具有高容量的先进负极材料以改善电化学性能。纳米结构过渡金属氧化物（TMOs）因其理论容量大、原料丰富、安全性高等优点而备受关注[5-8]。氧化亚锰（MnO）具有较高的理论容量（756 mAh·g-1）、弱电压滞后（＜0.7 V）、低环境影响和相对较低的成本的优点，被认为是下一代LIBs最有前途的负极材料之一[9-10]。然而，MnO在锂化/去锂化过程中，其固有的电导率较小和体积变化较大，因此其循环稳定性差，倍率特性也不令人满意[9-11]。到目前为止，有两种策略显示出潜力：一是掺入高导电性材料，例如多孔碳或石墨烯等，增强电导率并改善MnO表面介导的电化学反应动力学[12-13]；二是将MnO粒径减小至纳米级，如纳米片和纳米线等[14-15]。这些方法促进了MnO成为LIBs负极材料的发展，但仍有必要开发有效的碳涂层方法来制备MnO@C纳米复合材料，以期获得高性能LIBs的负极材料。

本文研究在均匀分散的葡萄糖颗粒存在下，通过简单的水热法，合成原位包覆碳的前驱物，然后退火制备出介孔MnO@C中空微米立方体复合材料。……