納米硫化錳在儲能裝置中的應用

王相文，徐立強

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納米硫化錳在儲能裝置中的應用

王相文1.2，徐立強2

（1. 德州職業技術學院，山東 德州 253000； 2 . 山東大學， 山東 濟南 250100）

論述了硫化錳電子結構、晶型、形貌、制備方法。通過控制反應溫度、濃度、硫源、錳源等參數控制 MnS 的晶型、形貌等影響儲能裝置性能的特征。通過各種MnS 及其復合物首圈充放電性能、循環圈數、充放電穩定性、比電容、能量密度和功率密度的對比，初步得到現階段性能優良的用于儲能裝置中的 MnS 及其 MnS 復合材料。

氧化還原石墨烯（RGO）；原子層沉積法；固相電解質界面膜；水熱法

錳的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s2，硫的核外電子排布1s22p22p63s23p4，錳原子的最外層2個電子容易失去被硫原子得到，形成穩定的硫化錳固體。根據錳原子和硫原子的空間結構不同，把硫化錳分為α-MnS有、β-MnS、γ-MnS三種晶型。其中α-MnS綠色結晶是一種常見的巖鹽立方相晶體結構(=== 5.224 ?) ，密度4.05 g·cm-3，熔點1 620 ℃。β-MnS型為紅色粉末，閃鋅礦型，=0.561 1 nm。γ型為淺紅色粉末，纖維鋅礦型，=0.398 4 nm，=0.644 5 nm。700 ℃時呈p-型半導性。納米MnS具有較高的比表面積、具有較小的尺寸，廣泛用作高能量密度鋰離子二次電池、綠色環保超級電容器等儲能裝置的電極材料來研究。

1 硫化錳的制備方法

硫化錳的工業方法主要是二氧化錳和硫酸反應，高溫焙燒還原制取硫化錳[1]；在錳礦中用硫酸浸取硫化錳；用錳粉和硫粉直接高溫合成硫化錳[2]。但由于工業方法生產的硫化錳結晶度高，比表面積小，三種晶型共存等特點，不適用于儲能裝置的電極材料。目前用于電池材料的硫化錳制備方法主要有：