石墨烯復(fù)合二氧化錫和紅磷的制備及其鈉離子電池性能研究.pdf

1、鈉離子電池負(fù)極材料是目前研究比較熱門的一個(gè)方向。在眾多負(fù)極材料中，金屬氧化物二氧化錫和鈉離子發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)其具有較高的嵌鈉理論容量（667 mAh g-1）。而紅磷是目前已報(bào)道的鈉離子電池負(fù)極材料中理論容量最高的（2596 mAh g-1），此外還具有的價(jià)格低，含量相對(duì)豐富等特點(diǎn)。但是二氧化錫和紅磷本身作為鈉離子電池負(fù)極具有一些相似的缺點(diǎn)，比如兩者的導(dǎo)電性都比較差，其次兩者在充放電過程中的體積變化都比較嚴(yán)重，本文主要從制備不同結(jié)構(gòu)的石墨烯

2、出發(fā)，利用石墨烯導(dǎo)電率高和可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)改善上述材料，以提升復(fù)合材料的儲(chǔ)鈉性能。
　　本文首先提出了采用冰模板法制備具有三維結(jié)構(gòu)的二氧化錫/石墨烯復(fù)合材料。通過優(yōu)化二氧化錫和石墨烯的比例（二氧化錫含量為40.2％，57.4%，82.1%，90.5%）得到最優(yōu)的復(fù)合產(chǎn)物。通過X射線衍射，拉曼光譜，掃描和透射等手段對(duì)復(fù)合產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種復(fù)合材料保持較好的三維結(jié)構(gòu)，三維石墨烯一定程度上抑制了二氧化錫納米顆粒之間的

3、團(tuán)聚現(xiàn)象，同時(shí)其本身良好的導(dǎo)電性為納米顆粒之間的電子傳輸提供了一個(gè)多維的通道。使得復(fù)合材料表現(xiàn)出了相對(duì)優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能。其次針對(duì)紅磷本身存在的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)制備了石墨烯卷/紅磷復(fù)合材料。通過簡(jiǎn)單的浮選方式獲得納米尺寸的紅磷顆粒（100-150nm），然后利用剝離的氧化石墨片層和液氮的快速冷凍作用制備得到了不同負(fù)載量（紅磷含量為38.6%，52.2%和62.1%）的復(fù)合產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最優(yōu)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料在250 mA g-1條件下的首