洁净煤技术

作者：孙衍鹍, 李泽辰, 王子昂, 郑方植, 廖思嘉, 盘唐缘, 叶强, 肖志华, 李永峰, 徐春明

关键词：Ti₃C₂T_<i>x</i>,水热自组装,碳包覆,界面键合,锰基负极

氧化锰（MnO）具有理论比容量高（756 mAh/g）、成本低、资源丰富等优势，被视为极具开发潜力的锂离子电池（LIBs）负极材料。然而，MnO负极材料存在导电性差、结构不稳定和体积易膨胀等问题，致使MnO负极的首次库仑效率低、倍率性能差且循环寿命短。为了解决以上问题，提出一种简单的水热自组装策略，以乙酰丙酮锰为Mn源，在MXene-Ti3C2Tx层间完成自组装，得到Ti3C2Tx夹层的“绣球花状”有机碳包覆锰基前驱体，经煅烧得到具有强界面键合（Mn—O—Ti）的MnO@Ti3C2Tx复合材料。该多级复合结构能够全面提升MnO的电荷传输效率及结构稳定性，抑制其体积膨胀，暴露更多活性位点，从而提高MnO负极的储锂性能。作为LIBs负极材料，最优的MnO@Ti3C2Tx负极在0.1 A/g下的首圈库仑效率为73.71%，经充分活化后的可逆比容量达到997.38 mAh/g，循环100圈后的容量保持率为95.11%，表现出高比容量和优异的循环稳定性。此外，在2 A/g下循环300圈，其可逆比容量为552.36 mAh/g，远高于不含Ti3C2Tx的MnO负极。研究为高性能锰基负极材料的可控制备提供了新的思路。

来源：2025年第8期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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