石墨烯改性天然石墨負(fù)極材料的制備及性能研究.pdf

1、本論文在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上，緊跟該領(lǐng)域的國際研究前沿，通過有效可行的實(shí)驗(yàn)方法制備出石墨烯/天然石墨復(fù)合負(fù)極材料，并對(duì)大電流充放電、高容量和循環(huán)性能好的石墨烯/天然石墨復(fù)合材料做了系統(tǒng)的研究。主要進(jìn)行了一下幾點(diǎn)研究:
　　論文以天然石墨(natural graphite)為主要原材料，在實(shí)驗(yàn)過程中將氧化石墨烯(graphene oxide)和天然石墨前驅(qū)材料混合攪拌，之后采用機(jī)械球磨和超生分散氧化石墨烯，再經(jīng)高溫碳熱還原等改

2、性手段制備了一系列不同石墨烯(graphene)含量的石墨烯/天然石墨(graphene/natural graphite)復(fù)合負(fù)極材料。并利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEN)、紅外光譜(FT-IR)、恒流充放電和循環(huán)伏安等測(cè)試方法系統(tǒng)地研究了graphene/natural graphite復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學(xué)性能的影響。
　　將氧化石墨烯包覆的復(fù)合材料graphene oxide/natural gra

3、phite分別在600℃、700℃、750℃、800℃、850℃不同溫度下進(jìn)行碳熱還原得到graphene/naturalgraphite復(fù)合材料。在電流設(shè)為0.1C，電壓范圍設(shè)為0.005-3V進(jìn)行電性能測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料在800℃的溫度還原后得到的graphene/natural graphite具有更好的電性能，首次放電達(dá)到413mAh/g，首次充電比容量為410mAh/g，均高于其他溫度下的還原的比容量，首次效率為99.5

4、％。循環(huán)30次后，放電比容量仍然為404 mAh/g，容量的保留率高達(dá)98.3％。通過XRD、SEM物理檢測(cè)結(jié)果表明:合成的graphene/natural graphite復(fù)合材料具有標(biāo)準(zhǔn)的核-殼型結(jié)構(gòu)。通過電化學(xué)CV、EIS測(cè)試表明:復(fù)合材料極化變小，Li離子擴(kuò)散速率和電導(dǎo)率得到提高，比容量和循環(huán)性能得到增強(qiáng)。
　　針對(duì)上述不同溫度還原之后得到的復(fù)合材料，再研究不同含量的石墨烯(0、1％、2％、3％、4％)對(duì)于graphene

5、/natural graphite復(fù)合材料性能的影響，在電流為0.1C和電壓為0.005-3V范圍下再進(jìn)行電性能測(cè)試，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯含量為3％的graphene/natural graphite復(fù)合材料具有更好的電性能，首次放電比容量為412mAh/g，首次充電比容量407 mAh/g，首次效率為98.8％。高于naturalgraphite材料的349mAh/g和364 mAh/g。循環(huán)30次后，放電比容量保持在396mAh/g，容