镁离子电池正极材料Mg12Mn18O4的电化学性能研究

锂电池正极材料

、，０１．２２

２００１年１０月

高等学校化学学报

ＣＨＥＭＩＣＡＬ

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮ【ＶＥＲＳＩＴＩＥＳ

Ｎｏ．１０（增）

１６～１８

镁离子电池正极材料Ｍ９１．２Ｍｎ］．ｓ０４的

电化学性能研究

袁华堂

曹建胜

王一菁

周

勇

武绪丽刘景旺

（南开大学新能源材料化学研究所，天津３０００７１）

摘要用高温固相台成方法．台成了具有尖晶石结构的ＭｇｍＭｎ ａ０４材料．并用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）实验和扫描电镜（ＳＥＭ）实验对产物进行了研究．利用充放电和交流阻抗实验，研究了Ｍｇ】２Ｍｎ－ｓＯ＋在非水有机电解液中脱嵌镁离子的性能．通过交流阻抗研究发现．镁离子嵌＾的电化学过程为混台控制．关键词镁离子电池；嵌入反应：Ｍｇｌ中图分类号０６４６

２ＭｎＩ

ｓ０４；电化学性能

文章编号０２５ｌ一０７９０（２００１）１０ｚ－１６—０３

文献标识码Ａ

锂离子电池由于具有较高的电位和高能量密度，在实际生活中已得到了广泛的应用．我们知道，二价镁离子的半径与锂离子的半径相近，因此许多允许锂离子嵌入和脱嵌的物质也允许镁离子嵌入和脱嵌，另外镁还有资源丰富、价格低廉、比能量高、无毒和处理方便等优点，因而镁离子电池也成为一个新的研究领域”．２Ｊ．其中，镁离子电池正极材料的研究已成为一个研究热点．能够作为镁离子电池正极材料的化合物有很多，例如过渡金属的氧化物”Ｊ、硫化物１４ｌ和具有尖晶石结构”１的材料．为了研究Ｍｇｔ．２Ｍｎ】．Ｂ０４材料作为镁离子电池正极材料的可能性，本文以镁带作为负极，以Ｍｇ（Ｃ１０４）２的二甲亚砜（ＤＭＳＯ）溶液作为电解液，组成镁离子电池考察其电化学性能．

１实验部分

１．１

Ｍ９１．．ｚＭｎｘ．ｓ０４的合成

将原料按化学计量比例混合均匀，然后转人球磨机中进行球磨，转速为４００ｒｔｍｉｎ，球粉比为１０：Ｉ，

时间为２ｈ．之后将反应物放人管式炉中，在８００。０下加热１６ｈ，接着在１１００。Ｃ下恒温２ｈ，缓慢冷却后，取出样品，粉碎备用．１．２电极的制备

按照电极活性物质、乙炔黑和ＰＴＦＥ的重量比为８５：１０：５的比例，将所称得的样品在瓷坩埚中混合均匀，加入适量无水乙醇作为分散剂，充分浸泡后，用钢勺搅拌至粘结状态．用圆棍将其擀成厚度约０．１５ｍｍ的薄膜，用刖子将其刖成电极片．然后将其一面压上相同直径的集流网．制成的电极片在真空干燥器中干燥，温度为１０００（２，干燥２—３ｈ备用．１．３电解液的配制

将二甲亚砜（ＤＭＳＯ）在使用前进行干燥处理，然后将Ｍｇ（Ｃ１０４）２溶在其中，配成Ｏ．５ｍ０１］Ｌ浓度的溶液，作为镁离子电池的电解液．配制过程是在充满惰性气体的手套箱中进行．１．４电化学性能测试

电池的负极为经过打磨的镁带．电池充放电实验在ＤＣ－５电池测试仪（上海正方电子电器有限公司）上进行．充放电实验是在０．１ｍＡ电流下进行，温度为室温交流阻抗实验在Ｓｏｌａｒｔｒｏｎｌ２８７恒

收藕日期：２００１一０７．１７

基金项目：国家自热科学基金项目（批准号：５００８１００４）和王津市自然科学基金（批准号：００３８０３０１１ｊ费肪联系凡简介：袁华堂（１９４６年出生）．男，教授．博士生导师．从事材料化学研究Ｔｅｌ：２３５（１３６２３．

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