【摘 要】
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与锂离子电池相比,镁离子电池具有相对较大容量和使用安全等性能而被广泛关注。MgMn2O4具有较高的开路电压（2.8 V）和理论比容量(270 mAhg-1),而且在动力学和热力学上又具有较大
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与锂离子电池相比,镁离子电池具有相对较大容量和使用安全等性能而被广泛关注。MgMn2O4具有较高的开路电压（2.8 V）和理论比容量(270 mAhg-1),而且在动力学和热力学上又具有较大优势,因而成为镁离子电池的重要正极材料。本文分别采用溶胶凝胶法和水热法,合成得到MgMn2O4和Fe掺杂的MgFe0.5Mn1.5O4,研究了煅烧温度和煅烧时间对产物的相演化,微观结构和表面形貌的影响,并对产物进行了电化学性能表征。溶胶凝胶法获得的前驱体在550-750℃煅烧5-12 h产物的主相为四方结构的MgMn2O4,有极少量的Mg2MnO4。将产物作为活性物质制作成正极片负载在Ti基片上,以3 mol/L Mg（NO3）2的水溶液为电解液,Pt片为对电极,Ag/AgCl为参比电极组成三电极体系,对产物进行了电化学性能表征。在0.01 C条件下进行充放电测试,发现溶胶凝胶法合成的MgMn2O4样品在循环过程中没有观察到明显的充放电平台。样品的最大放电比容量为54.0 mAhg-1;当循环到15周后,放电比容量基本稳定在30.0mAhg-1。水热法产物在550-750℃煅烧5 h的样品呈中空多孔结构、几乎是单相的MgMn2O4。在0.01 C条件下的电化学测试表明经50次循环后,样品的放电比容量为53.5 mAhg-1。溶胶凝胶法获得的Fe掺杂的前驱体在650-750℃煅烧5-12 h产物为立方结构的MgFe0.5Mn1.5O4单相。其在循环的过程中也无明显的充放电平台,最大的放电比容量为50.0 mAhg-1,循环49周后放电容量保持在30 mAhg-1左右。
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