納米石墨片的制備及在鋰電池中的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯自被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，以其獨(dú)特的電學(xué)，熱力學(xué)，機(jī)械學(xué)等性質(zhì)，受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注。人們將其用于很多領(lǐng)域，其中在電化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用是一個(gè)重要方面。且鋰電池一直是電池業(yè)研究的熱點(diǎn)。本文將石墨烯用于鋰/氟化石墨電池作輔助材料，旨在通過(guò)石墨烯改善電池電極材料的導(dǎo)電性，提高電池性能。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴用改進(jìn)了的Hummers氧化法得到氧化石墨，通過(guò)超聲波振蕩法剝落氧化石墨，接著經(jīng)過(guò)瞬間高溫處理，再用檸檬酸鈉進(jìn)一步還原得到納米石墨片

2、。文中通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)，傅里葉變換紅外(FT-IR)，激光拉曼法表征了反應(yīng)各個(gè)階段產(chǎn)物的形貌，結(jié)果顯示，在經(jīng)過(guò)高溫處理和還原過(guò)程，含氧官能團(tuán)幾乎都被除去，還原過(guò)程比較成功。納米石墨片結(jié)構(gòu)無(wú)序度增大，層片厚度變小約10nm，在我們的實(shí)驗(yàn)方法下所得的產(chǎn)物并沒有達(dá)到石墨烯的厚度，故稱作納米石墨片。
　　 ⑵用SEM、XRD、FT-IR從不同角度對(duì)市售氟化石墨的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試表征。并以氟化石墨為正極活性材料，鋰片為負(fù)極

3、，組裝2016型鋰/氟化石墨扣式電池，測(cè)試了不同配比的正極材料，不同導(dǎo)電劑，不同極片厚度，不同電流密度條件下的恒流放電性能。在0.1mA·cm-2電流密度下，以乙炔黑為導(dǎo)電劑的鋰/氟化石墨扣式電池放電平穩(wěn)，平臺(tái)在2.62V，放電比容量達(dá)751mAh·g-1，當(dāng)電流密度增加到0.6mA·cm-2時(shí)，放電平臺(tái)和比容量都快速衰減。
　　 ⑶把納米石墨片應(yīng)用于鋰/氟化石墨電池，輔助增加正極材料氟化石墨的導(dǎo)電性。依次嘗試了直接添加，研磨混

4、合和溶液添加三種不同添加納米石墨片到正極材料中的方法，并分別測(cè)試了組裝成的鋰/氟化石墨電池的放電性能。結(jié)果表明，前兩種方法組裝的電池性能并不理想，小電流密度放電時(shí)平臺(tái)低而且不平穩(wěn)，并沒有發(fā)揮其作用。采用從溶液中添加的方法解決了出現(xiàn)的問(wèn)題，組裝成電池后，在0.1mA·cm-2小電流密度放電時(shí)，與乙炔黑做導(dǎo)電劑的電池性能相比較，并沒有顯現(xiàn)太大的優(yōu)勢(shì)。但是，當(dāng)進(jìn)行較大電流放電時(shí)(0.7mA·cm-2-2.0mA·cm-2)，優(yōu)勢(shì)突出，不僅放電