正极材料前驱体碳酸锰的合成、结构及理化性能

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1、正极材料前驱体碳酸锰的合成、结构及理化性能向寺玉湖北工程学院新技术学院423000摘要：纳米材料由于其独特的性能被广泛应用于光、电和催化高新技术等领域。木文以醋酸锰为主原料，碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠为沉淀剂，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，正丁醇为助表面活性剂，环己烷、正庚烷为油相。以微乳液法制备碳酸锰,利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),傅里叶红外光谱仪(FTIR)等仪器对MnCO3前驱体微粒的形貌和晶体结构特征进行了分析。同时对Mn2O3进行形貌及晶体结构的分析。实验得到规则立方体的MnCO3颗粒，而且粒度均匀。关键词：碳酸锰；微乳法

2、；前驱体;形态；晶体结构。1.纳米材料的发展纳米科学［1】是20世纪80年代末90年代初发展起来的的一门新的高科技前沿交叉学科，它是光体系物理和量子力学等现代学科的融合体，同时，它还与计算机、扫描电镜等先进科学技术相结合。在纳米尺寸的研究上，原子和分子的行为与规律都是自然界的现象，通过对原子和分子的行为与规律的深入研宄，由此制造出满足人类需求的性能独特的产品。纳米材料是一种尺寸大小在1〜100nm的材料［3］,根据其在三维空间上尺、?大小可以分为三类［2］,即零维(如：纳米颗粒，)；一维(如：纳米纤维＞;二维(如超晶格、石墨烯)。因为纳米材料在结构上具有特殊的性质。所

3、以，纳米材料的各种特殊功能是由纳米材料独特的效应所衍生出的。其独特的效应包括有比较小的几何尺寸、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。由于纳米材料的几何尺寸小，所以对纳米材料的特殊性能的研究，让大家对量子力学规律有了更加深刻的认识，通过对量子力学规律的研宄让人们对物质世界的认识进一步加深。纳米材料科学发展至今，己经取得了非常好的成缋，不过还是有不少的难以突破的难点需要突破。现今，己报道了多种方法合成各类结构与形貌的纳米材料,主要有微乳法、气相法、模板法、固相法、离子交换树脂法等［4】。微乳法是一种比较普遍实用的方法，冋吋也是近些年来发展制备晶体形貌调控的最常用的一

4、种方法。与其它制备方法相比较，运用微乳液法制备出的颗粒发生团聚可能性非常小，颗粒的大小也可以得到很好的控制，分散性好，不仅如此，制作工艺和制作设备简单，非常容易理解和操作，是一种很有发展前途的纳米粒子制备方法。2、MnC03微粒的主要制备方法0前，MnC03微粒的制备方法主要运用化学方法。化学法制备MnC03微粒的方法有：微乳液法、气相法、水热法、模板合成法、溶胶一凝胶法。其优点是形貌粒径易控制、成本低。3、制备MnC03微粒最佳的方法模板法可以制备所有的纳米材料，但是制备或者生产技术成本较高，工业应用价值优势小，不能实现特定结构纳米材料的规模化生产及应用；气相法对于

5、制备纳米薄，膜材料最合适；水热法要求在高温高压的水溶液中发生氧化反位，条件要求比较高，因此，制备MnC03前驱体晶体的最佳方法是微乳法微乳法是一种对产品形貌调控、快捷、经济的制备方法，是纳米科技合成领域未来的发展方向，是制备MnC03前驱体晶体的最佳方法。4、MnC03前驱体的砬用MnC03是锂离子电池的正极材料前驱体主要原料之一，以MnC03为前驱物制备的锰酸锂或镍锰酸锂的纳米材料具有工作电压高，放电容量大等优点，同吋碳酸锰还有原料来源广泛，成本低，无污染和安全性能好等特点。碳酸锰的用途广泛［18］，碳酸锰是生产软磁铁氧体的主要原料；是苏他锰盐的制造来源；是锰铝合金

6、和锰硅合金的生产原料；也可以制作肥料和饲料添加剂、汕漆催干剂、电焊条的辅料和制药，也可以作为涂料和汕漆用的颜料。近年来，模板制备的奋序壳结构材料形成的微胶囊在生物、制药等领域中应用研究成为了一个热点。碳酸锰模板被认为在制备、价格等方面均具冇明显的优势。高性能的碳酸猛是制备锂离子电池的新型纳米材料α-LiNixMn2-xO4的基本原料之一。5、MnC03前驱体的国内外研究现状锂离子电池具有能量密集度高、工作电压高和稳定性良好等优点，作为锂离子电池的重要部分，正极材料成为了国内外储能材料领域研究与发展的主要方向。以MnC03为前驱物制备的锰酸锂或镍锰酸锂做电池

7、的正极材料制作的锂离子电池具有工作电压高，放电容量大等优点，因此以MnC03作为锂离子正极材料的研宄成为了国内外的研究热点之一。目前，锰酸锂或镍锰酸锂做电池的正极材料已成为做电池研究的一个重点。韦孟酸锂的比容量大概在190mAh?g-l左相比从Mn3+到Mn4+所体现的容量要大｝，在循环不断进行的过程中，猛酸锂的比容量会存少量容量衰减，Mn在这®材料当中主要起稳定结构的作用。虽然尖晶石型锰酸锂与钴酸锂的比容量相比，尖晶石型锰酸锂的比容量比钴酸锂少10%左右，而且它在成本和环保方面均奋显著优势，一直以来都被认为是一种有潜力的正极材料。6、本课题研究的意