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可充电锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、循环寿命长、动力性能好等优点,因此受到了广泛关注。过渡金属氧化物及其合金复合物具有高的理论容量,成本较低,对环境友好,结构多样性等优点成为有发展潜力的新一代LIBs负极材料。但其仍然受限于充放电过程中体积膨胀以及导电性差而未能产业化。为解决上述问题,本论文主要通过调控微纳米异质相Co-Mn-Sn氧化物或合金材料的设计合成,在此基础上,开展了这类材料在电化学性能的应用研究,具体研究内容如下:(1)通过牺牲模板法调控合成Sn-Mn异质相复合材料;在此基础上,通过添加氧化石墨烯分散液,合成出均匀的Sn-Mn/GO复合材料。随后氮气中煅烧,得到四种复合材料SnO2/Mn3O4-B、SnO2/Mn3O4-E、Mn3O4/SnO2-700、Mn2SnO4/RGO,并展现出优异的储锂性能,其中,在0.2 A g-1的电流密度下,SnO2/Mn3O4-B在循环350圈后比容量持有835 mA h g-1;SnO2/Mn3O4-E在循环450圈后的依然具有980 mA h g-1的比容量;Mn3O4/SnO2-700循环400圈后的容量保持有1045 mA h g-1可逆比容量;Mn2SnO4/RGO在循环350圈后,比容量持有845 mA h g-1。优异的锂电性能归因于材料结构的调控、复合氧化物之间的协同作用以及石墨烯的基底缓冲作用。(2)通过溶剂热法合成CoMn-前驱体,在氮气氛围中通过调控煅烧温度,首次合成(Co,Mn)(Co,Mn)2O4基多孔微球(CM-11-Ms)和多孔核壳结构微球(CM-11-CSMs)。其中,CM-11-Ms和CM-11-CSMs在电流密度为1A g-1下循环1000圈后,比容量分别维持在745 mA h g-1和2173.8 mA h g-1。结果表明,CM-11-CSMs具有远超CM-11-Ms的储锂性能,这可归因于独特的核-壳结构能极好的适应体积变化,对电极材料进行再活化,以及具有(Co,Mn)(Co,Mn)2O4、Co3O4和MnO之间的协同作用。(3)采用CoSn(OH)6纳米立方体作为模板,通过溶剂热法成功制备了CoSn(OH)6/Mn0.5Co0.5CO3前驱体;在氮气中通过控制热解温度,得到异质纳米微球MnSnO3-CM400和MnSnO3-CM500。其中,MnSnO3-CM500在电流密度1A g-1下循环750圈后比容量保持为750 mA h g-1,循环1000圈后依然没有明显的容量衰减。MnSnO3-CM400在电流密度为1A g-1时,循环560圈后可以提供1030 mA h g-1的比容量,直到1000圈后,没有明显的容量衰减。结果表明,MnSnO3-CM400材料中适宜的孔径大小以及适当的MnCo2O4/(Co,Mn)(Co,Mn)2O4的含量比有利于储锂性能的提高。(4)根据上述(3)的合成方法,添加适量碳源,制备出MnSnO3/Co3Sn2-CM500纳米微球。其在1A g-1的电流密度下循环1500圈后,MnSnO3/Co3Sn2-CM500比容量保持为1070.3 mA h g-1,表现出优异的长循环稳定性,这可归因于由于部分Co-Sn氧化物转化为Co3Sn2合金有效提高非均相结构材料的储锂性能。