石墨烯基納米復合材料制備及其在鋰離子電池中的應用.pdf

1、鋰離子電池由于放電電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長等特點，一直受到人們的廣泛關(guān)注，而正負極材料是組成電池的關(guān)鍵部分，直接決定著電池性能的好壞。目前正極材料中三元材料（LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2）由于其成本低、比容量高、振實密度較高等優(yōu)點，未來將是主要的正極材料。負極材料中鈦酸鋰(Li4Ti5O12)被稱為零應變材料，具有較好的電壓平臺和循環(huán)性能，也有望在動力電池中得到應用。
　　石墨烯也是近幾年的研究熱點，獨特的單原子層

2、結(jié)構(gòu)使得其擁有較大的比表面積和較高導電性，文獻報道稱與電極材料進行復合能提高材料的電化學性能。為了提高電極材料的循環(huán)性能和倍率性能，本文制備了不同的石墨烯基電極復合材料，并采用XRD、SEM、電化學等手段進行了表征測試。
　　采用機械混合方式制備了不同含量比的LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2/石墨烯復合材料，結(jié)果表明2.5％石墨烯含量的復合材料在0.1C下放電容量達到205.4 mAh/g，0.5C下的放電容量達到150mA

3、h/g，同時也有不錯的循環(huán)性能。
　　采用固相法制得了尖晶石型Li4Ti5O12，在0.1C、1C下的放電容量為113.5mAh/g、72mAh/g。為了進一步提高其性能，制備了Li4Ti5O12/氧化石墨復合材料，在500℃煅燒后表現(xiàn)出較好的的電化學性能，0.1C、1C下放電容量分別為122.1mAh/g、90.1mAh/g，相比固相法原樣Li4Ti5O12，分別提高了8.8％、19.5％。
　　采用水熱法制備出納米花狀鈦

4、酸鋰，最佳合成工藝為水熱反應24h，550℃煅燒6h。所得的樣品在0.1C、1C下的放電容量分別為160mAh/g、127mAh/g，較固相法有較大提高。這是由于其獨特的形貌，縮短了鋰離子擴散路徑，提高了材料性能;同時通過水熱法原位合成Li4Ti5O12/石墨烯復合材料，在0.1C、1C放電容量分別為167mAh/g、150mAh/g，相比水熱法原樣Li4Ti5O12，分別提高了4.4％、18.1％，在5C下的大電流也有125mAh/g