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稻壳基三维分级多孔碳二氧化锰复合材料的制备及电化学性能研究
摘要：
为了制备一种高效的复合材料用于锂离子电池负极材料，本文设计并制备了一种稻壳基三维分级多孔碳二氧化锰复合材料，并进一步研究了它的电化学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和比表面积分析等技术对样品进行了表征和分析。研究结果表明，这种稻壳基三维分级多孔碳二氧化锰复合材料具有较大的比表面积和较好的电化学性能，其可逆容量高达757mAhg-1，循环稳定性也较好。
关键词：
稻壳；多孔碳；二氧化锰；复合材料；锂离子电池
Introduction:
锂离子电池作为一种高性能储能装置，在智能手机、电动汽车等领域得到了广泛应用。然而，锂离子电池负极材料的容量和寿命仍然是制约其进一步发展的主要问题之一。为了解决这一问题，学术界和工业界都在寻求更好的负极材料，其中多孔碳和二氧化锰是两种备受关注的材料。
在本文中，我们将这两种材料组合在一起，制备出一种稻壳基三维分级多孔碳二氧化锰复合材料，并研究其电化学性能。这种复合材料具有较大的比表面积和较好的电化学性能，可望成为一种优秀的锂离子电池负极材料。
MaterialsandMethods:
稻壳分别经过碳化和活化处理，制备出分别为C-700和AC-700的两种多孔碳材料。同时，通过化学沉积法制备出二氧化锰的前驱物。最终，将这三种材料混合后经过球磨、热压和高温煅烧等工艺步骤，制备出稻壳基三维分级多孔碳二氧化锰复合材料。
结果与讨论:
通过SEM和TEM的观察，我们发现这种复合材料有较多的孔隙和互相交错的结构，这有利于锂离子的嵌入和拓展。XRD结果表明，在样品中存在明显的锰氧化物相。比表面积分析结果显示，样品具有较高的比表面积(293.6m2g-1)。同时，由于稻壳基多孔碳材料的参与，样品也具有较好的导电性和导气性。电化学性能测试表明，这种复合材料具有较高的可逆容量(757mAhg-1)和循环稳定性(保持容量的87.5%在100圈后)。
结论:
通过稻壳基三维分级多孔碳二氧化锰复合材料的制备，我们成功地将多孔碳和二氧化锰这两种材料结合在了一起，同时利用了稻壳这种可再生资源。样品具有较大的比表面积和较好的电化学性能，可望成为一种优秀的锂离子电池负极材料。