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·1148· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

的电阻约为 570 ，经碳包覆后锂锰钒氧电极材料
的半圆弧直径均有所减小。其中，碳质量分数为 5%、
10%和 15%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的电阻分别
约为 500、300 和 280 。可以看出，随着碳质量分
数的增加，碳包覆复合电极材料的导电性能越来越
好。但是，碳质量分数为 10%和 15%的碳包覆锂锰
钒氧纳米材料的导电性能差别不大。结合前面的充
放电循环性能结果可知，碳质量分数为 10%的碳包
覆锂锰钒氧纳米材料的电化学性能较好。原因是：
当碳质量分数增加到一定程度时，材料表面包覆较
好，颗粒间导电性能较好，因此，充放电比容量和
循环性能均有提高。当碳质量分数继续增加到 15%
时，会使锂锰钒氧纳米材料的含量降低，导致复合
材料整体比容量降低 [25] 。
2.4 TEM 及组成分析
为了进一步证实碳质量分数为 10%的碳包覆锂
锰钒氧纳米材料的形貌、元素组成及碳质量分数，
分别测得了样品的高分辨 TEM、EDS 和热重曲线。
碳质量分数为 10%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的
TEM 照片见图 5a、b。可以看出，碳包覆锂锰钒氧
纳米材料呈三维网络结构，高分辨 TEM 照片显示，
锂锰钒氧纳米材料的周边包覆着厚度约 10 nm 的碳
层。碳包覆层的形成不但能减少颗粒团聚，稳定纳
米材料结构，而且在样品表面形成了导电网络，更
加有利于锂离子、电子在活性物质和电解液界面的
传输 [17-20] 。碳质量分数为 10%的碳包覆锂锰钒氧纳
米材料的 EDS 谱图见图 5c。可以看出，所制备的复 图 5 碳质量分数为 10%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的
TEM 照片（a、b）、EDS 谱图（c）和 TG 曲线（d）
合纳米材料主要由 C、Mn、V、O 元素组成，而且
Fig. 5 (a, b) TEM images, (c) EDS spectrum and (d) TG
碳质量分数也与理论计算基本吻合。碳质量分数分 curves of carbon-coated LiMnVO4 with 10% carbon
别为 0%和 10%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的热重 mass fractions

曲线见图 5d。其中，400 ℃之前的质量损失主要归
因于材料中的吸附水和结晶水的脱去；400~650 ℃ 3 结论
的质量损失是由于碳包覆锂锰钒氧纳米材料中的碳
与空气中氧气反应生成一氧化碳和二氧化碳所致 [18] 。 采用溶胶-凝胶法结合水热合成技术制备了不同
由碳包覆前、后锂锰钒氧纳米材料的热重曲线可以 碳 质量分数 的碳包覆 锂锰钒氧 纳米材料
看出，碳包覆锂锰钒氧复合材料中失去的碳约为复 LiMnVO 4 /C，并测试了不同碳质量分数的碳包覆锂锰
合材料总质量的 11%，表明碳包覆锂锰钒氧纳米材 钒氧纳米材料的电化学性能。电化学测试结果表明，
料中碳质量分数约为 11%，这也与 EDS 中的碳质量 碳质量分数为 10%的碳包覆锂锰钒氧纳米材料的首
分数基本一致。 次充放电效率为 61%，60 次充放电后的充电比容量
为 513 mA·h/g，容量保持率为 73.7%，表现出较好
的循环稳定性和较高的充电比容量。合适碳质量分数
的碳包覆锂锰钒氧纳米材料作为锂离子电池负极材
料具有更加优异的电化学性能，碳材料包覆是改善电
极材料电化学性能的一种非常有效的方法。经过进一
步优化制备条件，有望获得电化学性能较佳的新型储
能材料。

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