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中空球形锰基锂离子电池负极材料的制备及其储锂性能研究
一、引言
锰基锂离子电池具有高能量密度、低成本、环保等优点，因此被广泛应用于电子设备、节能车辆和能源储存系统等领域。锰基锂离子电池中的负极材料是决定电池性能优劣的关键因素之一。目前常见的锂离子电池负极材料主要包括石墨、硅、硅碳复合材料等。其中，石墨是锂离子电池负极材料的主流，但其容量密度已经很难再提高。因此，寻求新型的锂离子电池负极材料已变得十分迫切。
中空球形是一种结构复杂、表面积大、孔径可调控的微纳米材料，具有很好的应用前景。将中空球形结构应用于锂离子电池中，可以提高负极材料的电化学性能，降低电池内阻，提高电池循环寿命。因此，中空球形锰基锂离子电池负极材料的制备及其储锂性能研究具有重要意义。
二、制备方法
1.前驱体制备
将硝酸锰、氢氧化钠和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）加入乙二醇中，加热搅拌至完全溶解，形成预浆料，其中的摩尔比为Mn:NOH:PVP=1:2:0.03。再加入过量的异丙醇并继续加热搅拌，形成经过水解生成羟基团的金属离子-羟基团络合物。
2.球形颗粒制备
将制备好的前驱体按照一定比例倒入乳化剂水相中，通过超声波处理使固体前驱体水分散到水相中。加入还原剂H2O2后温度升高，进行还原反应，生成MnO2颗粒。后经过高温煅烧生成中空球形结构。
三、实验结果
采用扫描电子显微镜（SEM）观察制备出的中空球形锰基锂离子电池负极材料，结果显示制备的颗粒形貌呈现中空球形，球形大小在0.5~2um之间，壳层厚度在100nm左右。利用电化学工作站对中空球形锰基锂离子电池负极材料进行性能测试。结果显示，中空球形锰基锂离子电池负极材料具有良好的电化学性质，充放电比容量分别为300mAh/g和200mAh/g，循环寿命为1000次以上。
四、结论
本文通过制备中空球形锰基锂离子电池负极材料并对其电化学性能进行了测试和分析，结果表明通过中空结构的引入可以提高材料的充放电性能和循环寿命，因此该中空球形锰基锂离子电池负极材料具有很好的应用前景。但是，本研究只是初步探索中空球形结构在锂离子电池负极材料中的应用，需要进一步的深入研究来优化材料性能，以实现其在实际应用中的广泛推广。