鋰離子電池石墨烯基復(fù)合負(fù)極材料的制備與性能研究.pdf

1、本文采用Hummers法制備出氧化石墨烯(GO)，并以N2H4·H2O為還原劑制備出石墨烯材料;分別采用噴霧干燥-燒結(jié)法和液相還原法制備出鈦酸鋰/石墨烯(LTO/G)復(fù)合材料;探索了氧化亞銅/石墨烯(Cu2O/G)復(fù)合材料的原位合成。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、Raman對(duì)材料的物理性能進(jìn)行表征，并用充放電測(cè)試考察了材料的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)合循環(huán)伏安法和交流阻抗法對(duì)電極材料的鋰離子嵌入/脫出動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。

2、　　采用氧化還原法制備得到石墨烯材料，當(dāng)充放電范圍為0.005-3.0V時(shí)，材料在0.1C下的放電比容量為1212.5mAh·g-1，充電比容量為612.4mAh·g-1，首次庫(kù)侖效率為50.5％。30次循環(huán)過后，材料的可逆比容量為609.3 mAh·g-1。但是隨著電流密度的增加，材料的可逆比容量迅速下降。
　　采用噴霧干燥-燒結(jié)法制備了LTO/G復(fù)合材料，焙燒溫度400℃，石墨烯含量為3％的復(fù)合材料表現(xiàn)出了最優(yōu)的電化學(xué)性能:復(fù)

3、合材料在5C、10C、20C時(shí)的充電比容量分別為161.2、147.1和122.5mAh·g-1，相對(duì)于LTO，容量分別提高12.17％、33.36％和85.32％。通過交流阻抗測(cè)試計(jì)算得出的LTO與LTO/G的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(D)分別為5.737×10-16和1.045×10-15 cm2·s-1.
　　采用液相還原法制備了LTO/G復(fù)合材料，當(dāng)石墨烯含量為3％時(shí)，材料的電化學(xué)性能最好。復(fù)合材料在20C的充電比容量(118.7

4、mAh·g-1)要高于LTO10C時(shí)的比容量(110.3 mAh·g-1)。
　　采用一步還原法合成了Cu2O/G復(fù)合材料，當(dāng)石墨烯含量為20％時(shí)，復(fù)合材料表現(xiàn)出了比Cu2O優(yōu)越的電化學(xué)性能:當(dāng)充放電電流密度為50、100、800 mA·g-1時(shí)，Cu2O/G的充電比容量分別為567.3、374.1和106.3mAh·g-1，而Cu2O的充電比容量分別為353.1、76.6和6 mAh·g-1，循環(huán)伏安和交流阻抗測(cè)試也表明了石墨烯