曹 勇，林晓东,王雪吟,郑明森,董全峰

(厦门大学化学化工学院,福建 厦门 361005)

锰氧化物由于其原料丰富、价格低廉以及环境友好等优点,广泛用于超级电容器、锂离子电池电极材料、燃料电池等能量储存及转换装置中[1-3]．其中,MnO由于结构稳定,具有高达755 mAh/g的理论比容量,被广泛研究作为锂离子电池负极[4-6]．但是,与其他过渡金属氧化物(TMO)相似,MnO电子电导率较低,因而倍率性能较差．同时,转换反应过程中,MnO表现出较大的体积膨胀,导致活性物质在充放电过程中从集流体脱落,容量迅速衰减．

通常,将TMO纳米颗粒负载到具有高电子电导率的碳材料(如石墨烯、碳纳米管等)骨架上,能够有效地提高材料的电子电导率,从而提高材料的倍率性能[7-9]．但是,即使TMO纳米颗粒负载在碳材料上,其体积膨胀并不能得到很好的改善,大电流和较长循环周期下,仍表现较明显的容量衰减[10-11]．本文通过原位复合的方法,合成得到碳包覆的MnO颗粒均匀负载在石墨烯表面上(C@MnO/GN复合材料)．该复合材料中,MnO纳米颗粒均匀负载于高分散石墨烯表面上,并且MnO颗粒表面均匀包覆一层厚度约为5 nm的碳层．该碳层与石墨烯层紧密连接,在提高复合材料电子传输速率的同时,能有效抑制材料在充放电过程中的体积膨胀．C@MnO/GN复合材料作为锂离子电池负极,表现出良好的倍率性能;在5和10 A/g的大电流密度下,表现出优异的循环性能．

1 实 验

1.1 材料的制备

1.1.1 氧化石墨烯(GO)的合成

取0.5 g膨胀石墨与60 mL浓硫酸搅拌混合,加入……