納米碳改性天然石墨鋰離子電池負極材料的制備及性能研究.pdf

1、本文在閱讀大量文獻的基礎(chǔ)上，用納米碳材料改性天然石墨鋰離子電池負極材料，為制備出容量高、倍率性能好和循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)良的天然石墨復(fù)合負極材料做了系統(tǒng)的研究。
　　通過溶膠凝膠再高溫煅燒制備碳納米管/天然石墨、碳納米管/石墨烯/天然石墨復(fù)合負極材料，采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡
　　(TEM)、X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)和電化學(xué)性能測試等技術(shù)對復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進行分析。探討不同煅燒溫度、碳納米管

2、比例以及石墨烯比例等條件對天然石墨電化學(xué)性能的影響，取得以下實驗結(jié)果。
　　不同煅燒溫度(650℃、700℃、750℃、800℃)對碳納米管/天然石墨復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能有很大的影響。在650℃，紅外光譜和XRD上顯示有含氧官能團峰，在750℃以上，含氧官能團消失。本文的最佳煅燒溫度750℃，復(fù)合材料在0.1C的首次充放電比容量高達409和417mAh/g，循環(huán)性能和大倍率性能都較好。
　　不同碳納米管的質(zhì)量比(1％、

3、3％、5％、7％、9％)對碳納米管/天然石墨復(fù)合材料的微觀表面結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能的影響。碳納米管比例增大，天然石墨表面的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密，比重為7％時，碳納米管能在天然石墨表面形成一層完美的三維導(dǎo)電的毛絨絨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試結(jié)果:碳納米管/天然石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能隨碳納米管含量的增加先上升后降低。碳納米管比重為7％的天然石墨復(fù)合材料充放電比容量有427和438mAh/g，比純天然石墨提高了19％和20％，在0.1C、0.2C、0.

4、5C、1C、2C的電流密度下，充電比容量分別為427、417、408、379和345 mAh/g，大倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性明顯提高。
　　石墨烯與碳納米管協(xié)同包覆改性天然石墨，有效阻止碳納米管的團聚和石墨烯片層的堆積，使天然石墨表面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加通暢，為鋰離子的運輸架起無數(shù)的“導(dǎo)電橋”。石墨烯的不同質(zhì)量比(2％、3％、4％、5％)對碳納米管/石墨烯/天然石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能的影響做了詳細研究，當(dāng)石墨烯的質(zhì)量比為4％時，各項電化學(xué)