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溶胶-凝胶法制备多孔LiMnPO4/MWCNT复合材料及其电化学性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]新疆大学化学化工学院,乌鲁木齐830046, [2]南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项(973)(2007CB209703),国家自然科学基金(20873064),江苏省普通高校科研创新计划(CXZZ11-0204)及南京航空航天大学博士学位论文创新与创优基金(BCXJ11-10)资助
中文摘要:

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶.凝胶法制备了多孔LiMnPO4和LiMnPO4/MWCNT(多壁碳纳米管)复合材料,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE—SEM)、N2吸脱附等温曲线(BET)和透射电镜(TEM)对其晶体结构与微观形貌进行了表征.结果表明,得到的样品具有橄榄石晶体结构,物相较纯;两种材料均具有丰富的多级孔道结构,孔径在介孔范围内分布集中,比表面积分别为73.7、69.9m^2·g^-1:碳纳米管以嵌入或包埋的形式在多孔LiMnPO4中形成了高导电性的三维网络.恒流充放电测试表明,与纯LiMnPO4相比,复合材料具有更高的放电比容量,在0.05C、2C倍率下的放电容量分别为108.8、33.2mAh·g^-1.电化学交流阻抗谱(EIS)表明MWCNT可以有效提高LiMnPO4的电子导电性.LiMnPO4/MWCNT复合材料具有较优的电化学性能可归因于增强的电子导电性,连接的孔道结构和高的比表面积.

英文摘要:

Porous LiMnPO4 and LiMnPOJMWCNT (multi-walled carbon nanotube) composites were prepared using a citric acid assisted sol-gel method. X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), nitrogen adsorption-desorption isotherms (BET), and transmission electron microscopy (TEM) were performed to characterize their morphologies and structures. The results indicated that fine-sized, well-crystallized olivine LiMnPO4 was synthesized. The interlaced carbon nanotube networks were intimately embedded and incorporated into the porous LiMnPO4 particle to form highlyconductive three-dimensional (3D) networks. The LiMnPO4 particle and LiMnPO,/MWCNT composite had rich hierarchical pores. A detailed analysis showed that the average pore size was in the mesoporous range and specific surface areas of 73.7 and 69.9 m^2·g^-1 were obtained, respectively. Compared with the LiMnPO, particle the LiMnPOJMWCNT composite exhibited much higher specific capacity. When discharged at a rate of 0.05C and 2C the capacities were 108.8 and 33.2 mAh ·g^-1, respectively. The MWCNT effectively improved the electronic conductivity of the hybrid materials as shown by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The improved electrochemical performance of the LiMnPO4/MWCNT electrode is attributed to the enhanced electrical conductivity caused by the tighter binding of the carbon nanotubes with the LiMnPO4 primary particles as well as by the interconnected open pores with a high surface area.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781