石墨烯與金屬氧化物負極材料的復合.pdf

1、與傳統(tǒng)的二次電池如鉛酸、鎳鉻、鎳氫等電池相比，鋰離子電池有很多優(yōu)點，目前在手機以及手提電動等小型電器中得到了廣泛的應用，鋰離子電池中起決定性作用的是正負極材料的性能，因此，在降低材料成本的同時提高材料性能是目前鋰離子電池面臨的重要問題。相較于正極材料，負極材料對電池容量的影響更大，而目前商業(yè)化的負極材料主要為碳負極材料。但是在充放電過程中產(chǎn)生的SEI膜，使鋰離子有較大的不可逆損失，影響電池的容量。
　　金屬氧化物負極材料因其普遍具

2、有較高的理論比容量，引起了越來越廣泛的關(guān)注，二氧化鈦作為一種重要的無機半導體材料，與傳統(tǒng)的石墨負極相比，具有較高的工作平臺電壓，良好的循環(huán)性能和較高的理論比容量。Fe2O3和SnO2因其具有成本低、環(huán)保無污染、振實密度較大，較高的充放電平臺電壓以及出色的理論比容量（約為1007mAh/g）等優(yōu)點，得到了越來越多的研究。但是金屬氧化物材料普遍存在的不足是材料充放電過程中體積變化較大以及材料的電子和離子導電率很低，為了減輕材料在充放電過程中

3、的體積變化，提高材料的導電能力，降低材料的不可逆容量損失，提高材料的循環(huán)性能，將金屬氧化物與導電性能良好，比表面積較大的層狀石墨烯復合。
　　1、本文通過改進的Hummers法合成了氧化石墨烯，對材料進行了表征，結(jié)果顯示層狀氧化石墨烯具有較大的比表面積。
　　2、在不加任何活性物質(zhì)和模板的情況下將二氧化鈦與石墨烯復合，并對材料的形貌進行了表征，測試了材料用于鋰離子電池的電化學性能。結(jié)果顯示，與GO復合后的材料性能較TiO2增

4、加，當GO的重量比為5％時，復合材料的電化學性能最好，在電流密度為0.1C(C=150mA/g)下，充放電循環(huán)50個周期后，樣品的放電比容量仍保持在186.7mAh/g，循環(huán)保持率為55％。
　　3、采用水熱法合成了Fe2O3/SnO2/rGO復合材料，比較了復合材料與未摻雜石墨烯的材料的電化學性能，結(jié)果顯示，與GO復合后材料的電化學性能較未復合的材料增加，復合材料在電流密度為0.1C（C=400mA/g）下，充放電循環(huán)50個周期