碳布负载氧化锰的制备及其锌离子电池性能研究

　　

可再充电水性锌离子电池具有环境友好、高安全性、高离子传导性和低成本等优点，已成为新能源领域最有前途的储能电池之一。锰基材料是锌离子电池最佳的正极材料。然而，其固有的导电性差和结构坍塌阻碍了它们的实际应用。为改善Mn₃O₄电极材料的电化学性能，文章以碳布为基底、高锰酸钾为原料，利用碳和高锰酸钾之间的氧化还原反应，在碳纤维表面生长了四氧化三锰的纳米线，形成核壳结构的Mn₃O₄@CC复合材料，并直接作为水性锌离子电池的自支撑无粘结剂的正极材料。同时，探讨了反应温度对复合材料的影响，制备出Mn₃O₄@CC-130 oC、Mn₃O₄@CC-160 oC和Mn₃O₄@CC-180 oC三种复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光共焦拉曼光谱仪、热重分析仪、电化学工作站等仪器对Mn₃O₄@CC复合材料的组成、形貌和电化学性能等进行了表征。电化学测试表明，相比于其他两个电极，Mn₃O₄@CC-130 oC复合材料表现出更优异的电化学性能，在100 mA·g^-1下循环100次后的容量为277.2 mAh·g^-1。，在1000 mA·g^-1的大电流密度下测试，经150次循环容量仍保持在124.0 mAh·g^-1。

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