Forscher der Universität von Akron in den USA haben Mn3O4 / C-graduierte poröse Nanokugeln entwickelt und als Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien verwendet, die eine höhere reversible spezifische Kapazität (200 mA / g Strom, die Batterie) aufweisen Kapazität von 1237mAh / g), ausgezeichnete Stabilität (425mAh / g Batteriekapazität bei 4A / g Strom) und extrem lange Lebensdauer (Strom 4A / g, 3000 Zyklen, keine Verwendung Offensichtliche Kapazität verblassen).
Theoretisch hat das Übergangsmetalloxid eine hohe Kapazität und niedrige Kosten und stellt ein vielversprechendes Anoden-Kandidatenmaterial dar. Unter diesen Materialien ist Mn3O4 reich an Speicher, es oxidiert nicht leicht und ist als Batterie elektrochemisch wettbewerbsfähig. Anodenmaterialien haben eine gute Aussicht und werden auch in der Forschung von verschiedenen Arten von Batteriematerialien verwendet.
Jedoch kann das Übergangsmetalloxid eine Lithium-Ionen-Batterie (LIB) Anodenmaterial angetroffen wird auch mehrere Probleme: Erstens wird die Differenz zwischen dem inneren leitfähigen Metalloxide des Elektronentransport durch die Elektrode begrenzt, in geringer Ausnutzung des aktiven Materials führte, es kann gering. Dann, Lithium und Delithiierung großen Volumenquellung und Schrumpfvorgang führen wird, kann in einer Metalloxidelektrode pulverisiert, wodurch die Beschleunigung des Zyklus Kapazitätsschwund während der Verwendung schlecht gut bekannt geschätzt werden, und Kohlenstoff-nano-Engineering hybrid überwinden und effektiver Weg, um solche Probleme zu begrenzen.
Das Forscherteam synthetisierte mithilfe einer Solvothermalreaktion einen selbstorganisierten Mangan-basierten Metallkomplex (Mn-MOC) mit kugelförmiger Struktur und wandelte das Mn-MOC-Vorläufermaterial durch thermisches Tempern in poröse Schichten um. Mn3O4 / C-Nanosphären.
Die Forscher führten die Lithiumspeicherkapazität auf die einzigartige poröse hierarchische Struktur der Nanokügelchen zurück.Die Nanokügelchen bestehen aus Mn3O4-Nanokristallen, die eine gleichmäßig verteilte dünne Kohlenstoffhülle bedecken, die eine größere Reaktionsfläche aufweist und die Leitfähigkeit erhöht Die Bildung einer stabilen Festelektrolytgrenzfläche (SEI) ist leicht zu erzeugen und kann sich an die Volumenänderung der Konversionsreaktionselektrode anpassen.