碳包覆四氧化三鐵石墨烯復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)成為利用最廣泛的移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備。它們?cè)诳沙潆娂夹g(shù)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了很高的能量密度，然而他們?nèi)匀徊荒軡M足消費(fèi)者的需求。因此新的電極材料的研發(fā)迫在眉睫。最近，過(guò)渡金屬氧化物顯示出了一些令人心動(dòng)的性能，譬如他們的理論容量在500-1000 mAh/g范圍內(nèi),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的石墨（約372 mA h/g）。然而大多數(shù)過(guò)渡金屬氧化物又存在許多問(wèn)題，如導(dǎo)電性差等。因此，導(dǎo)電性較好的Fe3O4逐漸進(jìn)入了人們的視野。Fe3O4顯示

2、出了高容量，廉價(jià)，環(huán)保，低毒，儲(chǔ)備充足等諸多優(yōu)勢(shì)。然而Fe3O4本身作為電極材料時(shí)候，也有許多問(wèn)題需要克服，例如在充放電過(guò)程中的體積膨脹，電極材料分解，材料本身的團(tuán)聚等等。因此，本文為了解決這些問(wèn)題，以四氧化三鐵為基體，通過(guò)碳包覆，石墨烯復(fù)合的方法，提高了材料的電化學(xué)性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.利用水熱法和氫氣還原法制備了四氧化三鐵納米材料。對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它在電流密度為100 mA/g下在第100圈時(shí)，可逆容量達(dá)到

3、335.4 mA h/g，具有一定的電化學(xué)性能。
　　2.用葡萄糖為碳源，利用水熱法，成功制備出碳包覆的四氧化三鐵納米復(fù)合材料。在第100圈時(shí)，可逆容量為915.8 mAh/g，是純四氧化三鐵納米粒子的2.73倍。碳層不僅在制備時(shí)作為還原劑，而且對(duì)四氧化三鐵基體起到了電化學(xué)測(cè)試中體積緩沖和保護(hù)四氧化三鐵基體的作用，另外碳層的存在也大大提高了材料的導(dǎo)電性，這些作用共同使材料的電化學(xué)性能得到了提升。
　　3.通過(guò)控制碳源的含量來(lái)