石墨烯基納米復(fù)合材料制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)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(diǎn)，一直受到人們的廣泛關(guān)注，而正負(fù)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(shí)密度較高等優(yōu)點(diǎn)，未來將是主要的正極材料。負(fù)極材料中鈦酸鋰(Li4Ti5O12)被稱為零應(yīng)變材料，具有較好的電壓平臺(tái)和循環(huán)性能，也有望在動(dòng)力電池中得到應(yīng)用。
　　石墨烯也是近幾年的研究熱點(diǎn)，獨(dú)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(dǎo)電性，文獻(xiàn)報(bào)道稱與電極材料進(jìn)行復(fù)合能提高材料的電化學(xué)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(fù)合材料，并采用XRD、SEM、電化學(xué)等手段進(jìn)行了表征測試。
　　采用機(jī)械混合方式制備了不同含量比的LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2/石墨烯復(fù)合材料，結(jié)果表明2.5％石墨烯含量的復(fù)合材料在0.1C下放電容量達(dá)到205.4 mAh/g，0.5C下的放電容量達(dá)到150mA

3、h/g，同時(shí)也有不錯(cuò)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(jìn)一步提高其性能，制備了Li4Ti5O12/氧化石墨復(fù)合材料，在500℃煅燒后表現(xiàn)出較好的的電化學(xué)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(yīng)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(dú)特的形貌，縮短了鋰離子擴(kuò)散路徑，提高了材料性能;同時(shí)通過水熱法原位合成Li4Ti5O12/石墨烯復(fù)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