石墨烯復合材料的制備及其鋰電性能的研究.pdf

1、鋰離子電池在實際生活中的應用非常廣泛,傳統(tǒng)的鋰離子負極材料包括石墨,硅,二氧化錫,錫基合金,鈦酸鋰等等。優(yōu)缺點也非常明顯,石墨穩(wěn)定但是比容量較低,過渡金屬氧化物具有非常高的比容量,但由于在鋰電反應中體積效應的緣故,易于發(fā)生顯著的衰減。所以,我們引入了一種碳材料——石墨烯。
　　本文通過溶劑熱法和超聲法制備了一系列復合材料,包括Co3O4納米棒/石墨烯復合材料,具有三維多級結構的NiO/石墨烯復合材料以及Ni-NiO/石墨烯復合材料

2、,分別通過XRD、TGA、Raman、SEM、TEM對其物相以及形貌進行表征,通過充放電、倍率、循環(huán)伏安以及阻抗性能測試說明了這些材料擁有非常良好的鋰電性能。Co3O4納米棒/石墨烯復合材料在100 mA g-1電流密度下40圈時依然保持1310 mAh g-1的比容量。三維多級結構的NiO/石墨烯復合材料200 mA g-1的電流密度下50圈時保持1100 mAh g-1的比容量。倍率性能方面,當電流密度提高到1000 mA g-1時

3、,相應比容量也有823 mAh g-1。當有適量Ni單質摻雜進復合物體系中,如制備得到的Ni-NiO/石墨烯復合材料,也表現(xiàn)出非常好的鋰電性能,200 mA g-1的電流密度下50圈后保持792 mAh g-1的比容量。
　　這些鋰電的性能表征說明石墨烯的引入能提高復合材料的鋰電穩(wěn)定性,過渡金屬氧化物本身能減小石墨烯的堆疊程度,而石墨烯提高復合物的導電性,提供電子傳輸?shù)耐凡⒔档弯囯姵乇旧淼淖杩?很大程度上降低了金屬氧化物的體積效