納米石墨片的制備及其在鋰-硫電池中的應用研究.pdf

1、鋰-硫電池具有很高的理論容量和能量密度，且單質硫成本低廉、來源廣泛和環(huán)境友好，因此鋰-硫電池備受研究者關注。但是，鋰-硫電池也存在單質硫導電性差、放電產(chǎn)物易沉積等缺點，造成充放電比容量衰減及循環(huán)壽命縮短。近些年，研究者們致力于將硫單質與其他材料進行復合，以提升鋰-硫電池的整體性能。納米石墨片具有導電性好、缺陷結構少和比表面積較高等特點，將其與硫進行復合，有望成為良好的鋰-硫電池電極材料。本論文采用液相剝離與機械球磨相結合的方式制備了納米

2、石墨片，進而將其與硫、電紡碳納米纖維、銀納米線等材料進行復合，得到了一系列新型的復合納米材料，并采用SEM/EDS、XRD、Raman和TG等手段進行了較為系統(tǒng)的表征，最后將所制備的一些復合材料制作成鋰-硫電池，研究其電化學性能。
　　首先，采用液相剝離與機械球磨法制備納米石墨片，研究了一些工藝參數(shù)（溶劑的種類和濃度以及球磨的轉速、時間和球料比等）對其厚度的影響。通過優(yōu)化制備工藝，規(guī)?；刂苽涑龊穸瓤蛇_3~5 nm的納米石墨片。本

3、研究得出的較為理想的制備工藝參數(shù)條件是：將初始濃度為0.5 mg/mL的石墨，在水楊酸苯酯濃度為17.852 mg/mL的苯甲酸芐酯溶液中超聲10 h；之后，以球料比50:1、大小球質量比1:5、溶劑50 mL、500 rpm條件下球磨5 h制備納米石墨片。
　　進而，本論文將納米石墨片與納米硫進行復合制得了納米石墨片-硫復合材料，通過組裝成鋰-硫電池對其進行電化學性能測試，發(fā)現(xiàn)0.2C時，放電比容量可以達到275 mAh/g。但

4、是，在循環(huán)充放電過程中，電池的容量衰減比較嚴重，表明納米石墨片并不具備石墨烯一樣的超高比表面積和孔容量，對納米硫的極化只能起到一定程度上的限制作用。
　　最后，基于銀納米線具有較高的電導率，通過分別對碳納米纖維及納米石墨片浸漬銀納米線的方式，與升華硫復合后得到碳納米纖維-銀納米線-硫和納米石墨片-硫-銀納米線復合材料，也通過組裝成鋰-硫電池對其進行了電化學性能測試，研究了銀納米線對不同碳基材料的電化學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，銀納米線