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·1146· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

热重分析采用 TGAQ50 型热重分析仪（美国 TA 公 动峰为钒基化合物的特征振动峰 [21] ，在 1340 和
司）在空气气氛中进行，升温速率为 10 ℃/min，测 1590 cm –1 处出现的振动峰分别对应碳材料的 D 峰
温范围 50~800 ℃。电池的电化学性能测试在武汉蓝 和 G 峰 [16-18] 。随着碳质量分数的增加，对应碳拉曼
电 LANDCT2001A 测试系统和上海辰华 CHI660C 型 特征峰的相对强度有所增强，这进一步证明了复合
电化学工作站上进行。 材料中碳含量的不同。相对于尖而高的 G 峰，D 峰
的峰面积较大并且峰比较宽，说明样品中的碳材料
2 结果与讨论 是部分石墨化的 [18] 。

2.1 形貌分析
不同碳质量分数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的
SEM 照片见图 1。图 1a 是未包覆碳的锂锰钒氧纳米
材料。可以看出，锂锰钒氧纳米材料团聚非常严重，
几乎看不到分散的纳米颗粒。图 1b 是碳质量分数为
5%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料。从图 1b 可以看出，
经碳包覆后的锂锰钒氧纳米材料由许多纳米颗粒组
成。图 1c 是碳质量分数为 10%的碳包覆锂锰钒氧纳
米材料，从图 1c 可看出，样品是由许多纳米颗粒组
成的珊瑚状三维网络结构。图 1d 是碳质量分数为
15%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料，可以看出，纳米材
料粒径大小不一。与图 1a 相比，经碳包覆后的复合
纳米材料分散性较好。

图 2 不同碳质量分数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的 XRD
谱图(a)和 Raman 谱图(b)
Fig. 2 (a) XRD patterns and (b) Raman spectra of the as-
prepared samples with different carbon mass fractions

图 1 不同碳质量分数的碳包覆LiMnVO 4 纳米材料的SEM图 2.3 电化学性能分析
Fig. 1 SEM images of the carbon-coated LiMnVO 4 图 3a、b、c 和 d 分别对应碳质量分数为 0%、
nanomaterials with different carbon mass fractions
5%、10%和 15%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料前 5 次的
2.2 结构分析 充放电曲线。电化学测试在室温下进行，充放电电
碳质量分数分别为 0%、5%、10%和 15%的碳 压范围为 0.01~3.00 V，充放电电流密度为 100 mA/g。
包覆锂锰钒氧纳米材料的 XRD 谱图见图 2a。从图 图 3 结果显示，碳质量分数为 0%、5%、10%和 15%
2a 可以看出，位于 2θ = 17.9°、29.5°、34.8°、42.3°、 的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的首次放电和充电比容量
52.4°、56.1°、61.5°的特征衍射峰分别对应立方晶系 分别为 1155 和 682 mA·h/g，1150 和 686 mA·h/g，
LiMnVO 4 （111）、（220）、（311）、（400）、（422）、 1148 和 696 mA·h/g，1028 和 580 mA·h/g，对应
（511）、（440）晶面，与标准卡片（ICSD 24139） 的首次充放电效率分别是 59%、60%、61%和 56%。
一致，属于 Fd3m 空间群，该结果与文献[14]结果相 比较接下来的 4 次放电和充电比容量发现，碳质量分
吻合。由碳包覆后的 XRD 谱图可以看出，随着碳含 数为 0%、5%和 15%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的充
量的增加，在 2θ=22°~27°处出现了一个宽且低的峰， 放电比容量随着循环次数的增加均减少，唯有碳质量
对应无定型碳的特征峰。碳质量分数分别为 0%、 分数为 10%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的充放电比
5%、10%和 15%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的拉曼 容量略有增加。以上分析表明，碳质量分数为 10%
–1
光谱图见图 2b。可知，在 800~900 cm 处较强的振 时，碳包覆锂锰钒氧纳米材料的电化学性能较好。