石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響.pdf

1、石墨烯作為一種新興的材料,因其特殊的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而具有非常優(yōu)異的力、熱、光、電性能,發(fā)展前景十分廣闊?；瘜W(xué)剝離的方法是制備大量低成本石墨烯的有效手段。如何對(duì)石墨烯的形態(tài)進(jìn)行有效控制,是目前研究工作的難點(diǎn)。我們通過(guò)控制石墨烯的來(lái)源,制備出了不同形貌結(jié)構(gòu)的石墨烯,并對(duì)其電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。此外,以往研究石墨烯在鋰離子電池中的行為時(shí),不可避免要通過(guò)壓片的方法制備負(fù)極材料,雖然這種方法得到的石墨烯表現(xiàn)出了很好的電化學(xué)性能,但這仍然只是石墨烯團(tuán)

2、聚體的性質(zhì)。為了表征石墨烯的本征容量,我們通過(guò)向石墨烯片層中摻雜惰性物質(zhì)的方法來(lái)使石墨烯在壓片后依然維持單層的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步通過(guò)測(cè)量計(jì)算得到了石墨烯的理論容量。
　　 本文以天然石墨、納米石墨以及兩種不同粒徑的中間相瀝青炭微球FMGP、MGP為原料,通過(guò)化學(xué)氧化高溫?zé)崤蛎涍€原的方法制備石墨烯。通過(guò)SEM、TEM、XRD分別表征了原料和石墨烯的形貌結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了充放電測(cè)試、循環(huán)伏安、交流阻抗來(lái)表征石墨烯微觀結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)性能的影響。研

3、究發(fā)現(xiàn),球狀原料制成的石墨烯的團(tuán)聚形式以手風(fēng)琴狀、書(shū)頁(yè)狀為主,片狀原料制得的石墨烯則以絮狀團(tuán)聚體居多。石墨烯的可逆容量、庫(kù)倫效率、循環(huán)性能、儲(chǔ)鋰能力以及動(dòng)力學(xué)性能等與石墨烯的層間距、有序度、片層大小有很大關(guān)系。層間距大,有序度低的石墨烯可逆容量較高,儲(chǔ)鋰能力強(qiáng),其中,NanoG45可逆容量最高,為446mAh／g,比最低的NG45高23.3％,而NG45循環(huán)穩(wěn)定性較好,從第四次以后庫(kù)倫效率就可達(dá)到90％以上,這與它具有較大的SP2域有關(guān)