人工晶体学报

作者：张琳, 蔡强浩, 代汉文, 汪燕鸣, 王飞

单位：淮北师范大学化学与材料科学学院，淮北 235000

关键词：锂离子电池,负极材料,ZnMn2O4,还原氧化石墨烯,微乳液法,储锂性能,

基金：安徽省高校自然科学研究项目(2023AH050316);国家级大学生创新训练计划项目(202410373029);校企联合研发项目(22100172)

ZnMn2O4是一种潜在的高比容量锂离子电池负极材料，但仍需提高其大电流充放电性能和循环寿命。本文通过简便的室温微乳液法和后续煅烧制备了边长约200 nm的ZnMn2O4空心立方体，由粒径30~50 nm的纳米颗粒相互紧密连接形成。为了提高材料的导电性，将ZnMn2O4与氧化石墨烯（GO）混合并热处理后得到ZnMn2O4/rGO复合材料。系统研究了复合材料的相组成、微结构、储锂性能和机理。作为锂离子电池负极材料，ZnMn2O4/rGO在0.1和4 A·g-1电流密度下的放电比容量分别达到1 193和620 mAh·g-1，在1 A·g-1电流密度下循环700次放电比容量保持806 mAh·g-1。其优异的倍率性能和循环稳定性源于ZnMn2O4和还原氧化石墨烯（rGO）的协同作用，较小的二次立方体/一次纳米颗粒尺寸利于Li+的短距离扩散，空心结构提供了材料锂化时体积膨胀的空间而使立方体保持结构完整；rGO不仅构建了材料的三维电子传输网络加快电子传输速度，而且也能缓冲嵌/脱锂时的体积变化而维持材料结构稳定。本研究为高性能金属氧化物类负极材料的制备提供了可行的策略。

来源：2025年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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