محققان دانشگاه آکرون در ایالات متحده، Mn را توسعه دادند 3O4/ C نانوکرههای متخلخل سلسله مراتبی، و به عنوان یک ماده آند برای باتری های لیتیوم یون استفاده می شود. چنین نانوکرههای ظرفیت ویژه برگشت پذیر بالاتر (جریان 200 میلی آمپر / گرم، ظرفیت باتری 1237mAh / g بود)، با ثبات بسیار عالی جنسیت (4A / g جریان، ظرفیت باتری 425mAh / g) و عمر چرخه بسیار طولانی (جریان 4A / g، 3000 سیکل بدون از دست دادن ظرفیت قابل توجهی).
از لحاظ تئوری، اکسید فلز گذار دارای ظرفیت بالا و کم هزینه است و یک نامزد امیدوار کننده آند است. در این نوع مواد، Mn 3O4با ذخایر فراوان، آن به راحتی اکسید نشده است و از نظر الکتروشیمیایی رقابتی است. به عنوان یک ماده ی باطری آند، چشم انداز آن خوب است، و همچنین به طور گسترده ای در تحقیق از انواع مواد باتری استفاده می شود.
با این حال، اکسید فلزات واسطه می تواند یک باتری لیتیوم یون (LIBS) مواد آند نیز مشکلات متعددی مواجه می شوند: اول، تفاوت بین داخلی اکسید فلز رسانا انتقال الکترون را محدود در سراسر الکترود، در استفاده کم از مواد فعال و در نتیجه، می توان آن را برآورد کم است. پس از آن، لیتیوم و delithiation حجم زیادی تورم و کوچک فرایند ممکن است در یک الکترود اکسید فلز ساییده، در نتیجه شتاب ظرفیت چرخه نتیجه محو شدن در طول استفاده بد است که به خوبی شناخته شده است، و کربن نانو مهندسی ترکیبی غلبه و یک راه موثر برای محدود کردن چنین مسائلی.
واکنش حرارتی تیم با استفاده از یک حلال، خود مونتاژ سنتز کمپلکس های فلزی مبتنی بر منگنز (Mn-MOC)، ترکیب داشتن یک ساختار کروی است. سپس، پژوهشگران یک ماده پیش ساز منگنز-MOC که به جزء متخلخل به مرحله سرد شدن آهسته حرارتی درمان Mn 3O4/ نانوکرههای C.
ساختار متخلخل محققان سلسله مراتبی منحصر به فرد منسوب به نانوکرههای ظرفیت ذخیره سازی لیتیوم. نانوکرههای منگنز 3O4نانوبلورها، کریستال پوشش داده شده با یک پوسته نازک کربن به طور مساوی توزیع شده است. این نانو ساختار منطقه واکنش های بزرگ، افزایش یافته است هدایت الکتریکی، و به راحتی تشکیل به شکل یک رابط الکترولیت جامد پایدار (SEI) و می تواند به حجم الکترود واکنش تبدیل بر اساس انطباق را تغییر دهید.
