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第 7 期 崔朝军，等: 碳包覆锂锰钒氧纳米材料的制备及其电化学性能 ·1147·

不可逆的锂，以 Li 2 CO 3 、LiF 的形式存在；另一方
面，在充放电过程中形成了固体电解质界面膜（SEI
膜）, SEI 膜的形成会消耗部分锂离子，使充电比容
[8]
量降低 。经过 60 次恒流充放电测试后，碳质量分
数为 0%、5%、10%和 15%的碳包覆锂锰钒氧纳米
材料的放电和充电比容量分别为 228 和 226 mA·h/g、
339 和 336 mA·h/g、516 和 513 mA·h/g，以及 446
和 440 mA·h/g。可以看出，经碳包覆后的锂锰钒
氧纳米材料的电化学性能均有明显提高。当碳质量
分数为 10%时，碳包覆锂锰钒氧纳米材料的电化学
性能最佳。

图 4 不同碳质量分数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的循环
性能曲线（a）和交流阻抗谱图（b）
Fig.4 (a) Cycling performance and (b) AC impedance plots of
the as-prepared samples with different carbon mass
fractions

不同碳质量分数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的
–5
交流阻抗谱图见图 4b。扫描频率范围为1.0×10 Hz~
a—0%；b—5%；c—10%；d—15%
100 kHz，交流扰动电压为 5 mV。图中插入了等效
图 3 不同碳质量分数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的前 5 次
模拟电路。其中，R e 代表电解液电阻，R ct 对应电荷
充放电曲线
Fig. 3 Initial five charge-discharge curves of the as-prepared 转移电阻，CPE 代表常相位角元件，W o 对应锂离子
samples with different carbon mass fractions 在电极材料中的扩散速率。根据文献报道 [22-24] ，通
常锂离子电池电极材料的交流阻抗谱由高中频区的
不同碳质量分数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的 一个半圆弧和低频区的一条斜线组成，半圆弧直径
循环性能见图 4a。从图 4a 可以看出，不同碳质量分 大小对应的是电荷转移电阻，倾斜的直线斜率对应
数的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的比容量都有衰减现 锂离子在电极材料中的扩散速率。从交流阻抗图谱
象。衰减的原因是：一方面，充放电过程中形成了 中可以发现，锂锰钒氧电极材料的半圆弧直径对应