溶胶-凝胶法合成棒状β-Mn2V2O7锂电池负极材料郭光辉1陈珊刘芳芳张利玉（湖北省煤转化与新型碳材料重点实验室湖北武汉430081）摘要：钒系化合物因为具有高能量密度及层状晶体结构的特征被作为锂离子电池负极材料的良好选择之一，有望作为负极材料的β-Mn2V2O7关于合成方面的报道比较有限。采用溶胶凝胶法制得的产品具有均匀度好，纯度高，时间短等优点，结果表明：用此方法合成的β-Mn2V2O7具有产品纯度高，形貌规整有序的优点。首次放电比容量达590mAh∙g-1，40圈内容量较第二圈基本没有衰减。关键字：锂离子电池；负极材料；β-Mn2V2O7；溶胶凝胶法中图分类号：TB321文献标识码：APreparationofbar-shapedbeta-Mn2V2O7foranodematerialsbySol-gelmethodGuo，GuanghuiChen，ShanLiu，FangfangZhang，Liyu（HubeiCoalConversionandNewCarbonMaterialsKeyLaboratory,Wuhan430081,China）Abstract:Vanadiumoxidesandvanadatesisadesirablechoiceforlithium-ironbatteriesasanodematerialduetoitshighenergydensityandlayeredcrystalstructure.Itislimitedthatreportaboutthesynthesisofbeta-Mn2V2O7whichpromiseswellasaanodematerial.Theproductobtainedbysol-gelmethodhastheadvantageofgooduniformity,highpurityandtimeisshort.Theexperimentalresultsshowedthatthesamplespreparedbythismethodwithcharactersofhighpurityandwell-ordered.Theelectrochemicalpropertiesofthesamplewereevaluatedwithchargeanddischargetest.Theinitialspecificcapacityofβ-Mn2V2O7was590mAh∙g-1andexhibitedexcellentstabilityafter500circulationswithoutanylossofcapacity.Keywords:Lithiumironbattery;Anodematerial;beta-Mn2V2O7;Sol-gelmethod1基金项目：湖北省教育厅资助项目（2011xz012）.1作者简介：郭光辉（1978-）男，副教授，锂离子电池材料方面的研究；2作者简介：陈珊（1988-）女，硕士研究生.---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---0前言锂离子电池具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无污染等优点，被认为是高容量、大功率电池的理想之选[1]。所以近年来锂离子电池中正负极活性材料的研究和开发应用在国际上相当活跃。目前，锂离子电池材料的基础研究主要集中在新型高容量正、负极材料的探索上，包括过渡金属氧化物、硅基合金和锡金合金等[2]。其中的钒酸盐凭借其固有的电子、离子特性及层状的晶体结构而被视为锂离子电池负极材料的良好选择[3,4]。具有A2X2O7通式的化合物凭借其丰富的结构和磁学性能在固态化学和物理领域激起了广泛的研究兴趣[5,6,7,8]。该系列中的一种化合物Mn2V2O7具有一个扭曲的蜂窝状结构，表现为两相：高温形态(β相)和低温形态(α相)。其中的α相是以P1空间群的三斜晶系结晶，晶格参数为a=6.868(2)Å,b=7.976(2)Å,c=10.927(2)Å,α=87.81(1)°,β=72.14(1)°,γ=83.08(1)°；β相是以C2/m空间群的单斜晶系结晶，其晶格参数为a=6.7129(6)A˚,b=8.7245(5)A˚,c=4.9693(4)A˚,andβ=103.591(8)°[9]。目前，虽然已经产生了制备各种尺寸和形态的钒酸盐，但是这些方法都需要高温。在特殊的情况下，合成过程需要繁琐的程序和表面活性剂或者模板。因此，研发出切实可行的方法用于大规模制备低成本的钒酸盐仍然是未来研究的一个巨大的挑战。β-Mn2V2O7作为一个典型的高温过渡金属双钒酸盐，具有与Sc2Si2O7类似的结构，由共边的MnO6八面体组成，形成的（MnO3）n系列层由V2O7连接在一起。所有的（MnO3）n系列层中的氧原子与V2O7共享，形成V-Ob-V基，这种层状结构可能会有助于管状结构的形成[10]。目前对于合成β-Mn2V2O7的报道比较少，这是因为比较成熟的钒酸盐合成手段一般条件比较苛刻，需要高温、表面活性剂及模板等，而且过程也比较繁琐[11]。因此发展低成本制造的大型钒酸盐的实际方法对于现在及未来的研究仍然是一个很大的挑战。一般利用熔融盐法[12]、助溶剂法[13]或者水热法[10]来制备钒酸锰。由于溶胶凝胶法过程易于控制，可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，易合成粉体均匀的粉体。本研究主要是...