强界面键合的绣球花状MnO@Ti3C2Tx负极材料制备与储锂性能
孙衍鹍1
李泽辰1
王子昂1
郑方植1
廖思嘉1
盘唐缘1
叶强2
肖志华2
李永峰1
徐春明2
1.中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室,北京 1022492.中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室,北京 102249;中国石油大学(北京)碳中和未来技术学院,北京 102249
摘要：氧化锰(MnO)具有理论比容量高(756 mAh/g)、成本低、资源丰富等优势,被视为极具开发潜力的锂离子电池(LIBs)负极材料.然而,MnO负极材料存在导电性差、结构不稳定和体积易膨胀等问题,致使MnO负极的首次库仑效率低、倍率性能差且循环寿命短.为了解决以上问题,提出一种简单的水热自组装策略,以乙酰丙酮锰为Mn源,在MXene-Ti3C2Tx层间完成自组装,得到Ti3C2Tx夹层的"绣球花状"有机碳包覆锰基前驱体,经煅烧得到具有强界面键合(Mn—O—Ti)的MnO@Ti3C2Tx复合材料.该多级复合结构能够全面提升MnO的电荷传输效率及结构稳定性,抑制其体积膨胀,暴露更多活性位点,从而提高MnO负极的储锂性能.作为LIBs负极材料,最优的MnO@Ti3C2Tx负极在0.1 A/g下的首圈库仑效率为73.71％,经充分活化后的可逆比容量达到997.38 mAh/g,循环100圈后的容量保持率为95.11％,表现出高比容量和优异的循环稳定性.此外,在2 A/g下循环300圈,其可逆比容量为552.36 mAh/g,远高于不含Ti3C2Tx的MnO负极.研究为高性能锰基负极材料的可控制备提供了新的思路.
关键词：Ti3C2Tx水热自组装碳包覆界面键合锰基负极
分类号：TQ152(电化学工业)O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：中国石油大学(北京)校青年拔尖人才科研启动基金资助项目(ZX20230047)国家自然科学基金(22408399)国家自然科学基金(22238012)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 133-146 )
英文信息