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图1. MnO@NC纳米胶囊的合成步骤示意图。
图2. MnO@NC纳米胶囊作为LIBs负极的电化学性能;(a)CV曲线，(b)在500 mA g-1电流密度下的充放电曲线;(c)在500 mA g-1电流密度下进行500次循环的循环性能;(d)在100至5000 mA g-1下的倍率性能。
图3.(a)MnO@NC纳米胶囊作为LIBs负极的长期循环性能;(b)MnO@NC纳米胶囊中锂离子嵌入/脱出过程示意图。
研究发现，核桃状多核壳结构的MnO@NC纳米胶囊作为LIBs负极，显示了良好的电化学性能(图2)。在500 mA g-1的电流密度下，500次循环后容量保持在767 mAh g-1。在100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 5000 mA g-1的电流密度下容量分别为762,707, 643, 570, 512, 454和358 mAh g-1;当电流密度恢复到500 mA g-1时，容量恢复并保持在658 mAh g-1，体现良好的倍率性能。在1000mA g-1电流密度下循环1000圈之后，容量仍然保持在624 mAh g-1，库仑效率接近100%，体现了优越的循环性能(图3)。此外，将其于正极材料LiFePO4进行搭配，组装成软包全电池，也展示了良好的柔韧性和循环性能。
通过机理分析可知，MnO@NC纳米胶囊具有优良电化学性能的原因是:(1)独特的核桃状多核壳结构缩短了离子传输路径，并可以缓解充放电过程中体积膨胀产生的机械应力;(2)氮掺杂碳壳层改善了材料的导电性，有利于电子或离子的传输;(3)核桃状多核壳结构防止了MnO纳米颗粒的团聚，有效地保证电极材料的结构在长时间循环过程中保持稳定，不被破坏。
Guoyin Zhu, Lei Wang, Huinan Lin, LiaoboMa, Peiyang Zhao, Yi Hu, Tao Chen, Renpeng Chen, Yanrong Wang, Zuoxiu Tie, JieLiu, and Zhong Jin. Walnut-Like Multicore-Shell MnO EncapsulatedNitrogen-rich Carbon Nanocapsules as Anode Material for Long-Cycling andSoft-Packed Lithium-Ion Batteries,Adv. Funct.Mater.2018, 1800003.
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