石墨烯改性石墨應(yīng)用于鋰離子電池負極材料的研究.pdf

1、石墨是重要的鋰離子電池負極材料，在充放電時，它會與電解液發(fā)生溶劑化反應(yīng)，因而使其體積發(fā)生膨脹，甚至導(dǎo)致石墨層脫落。進而影響其電化學性能。石墨的理論比容量為372 mAh/g，但實際比容量只有330 mAh/g，循環(huán)性能也很差，大電流充放電時容量衰減很快?；谶@些缺點，它已不能滿足一些電子產(chǎn)品的快速發(fā)展需求。石墨烯具有大的比表面積、大容量且具有很好的化學和熱穩(wěn)定性。因此可以用石墨烯包覆石墨，這樣可以防止石墨發(fā)生脫落，保持其完整性，進而提高

2、石墨材料的電化學性能。
　　本論文選用湖州創(chuàng)亞動力電池材料有限公司生產(chǎn)的石墨(G1620)和常州中科來方能源科技有限公司生產(chǎn)的石墨(G123)作為原材料，采用機械球磨、石墨烯包覆及高溫熱還原等改性手段制備了一系列石墨烯含量的rGO/G1620和rGO/G123材料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、恒流充放電和循環(huán)伏安等測試方法系統(tǒng)地考察了石墨烯含量對rGO/G1620和rGO/G123材料的結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學

3、性能的影響。
　　通過XRD測試，發(fā)現(xiàn)石墨烯包覆后對G1620和G123材料的結(jié)構(gòu)影響不大。進行SEM掃描，可以看出有石墨烯包覆在G1620和G123材料表面。循環(huán)伏安測試則說明石墨烯包覆可以提高了石墨材料的容量。
　　在10 mA/g的電流密度，0.005-2 V電壓范圍內(nèi)進行恒流充放電測試，對于石墨烯包覆G1620材料，石墨烯含量為3％的材料具有更高的容量和更好的循環(huán)性能，其首次放電和充電比容量分別為482 mAh/g和

4、388 mAh/g高于G1620材料的388mAh/g和340 mAh/g，其庫倫效率達到80％。30次循環(huán)后，其充電比容量仍然可以達到385 mAh/g而G1620材料只有79 mAh/g，其容量的保留率高達99.5％.
　　相同的測試條件下，對于石墨烯包覆后的G123材料，石墨烯含量為4％的材料具有更高的容量和更好的循環(huán)性能，其首次放電和充電比容量為510 mAh/g和393mAh/g大于G123材料的400 mAh/g和35