石墨烯基復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰性能研究.pdf

1、電極材料的結(jié)構(gòu)是決定材料性能的關(guān)鍵。相比于一維結(jié)構(gòu)，將電極活性組分以二維片狀形式與高柔韌高導(dǎo)電性的石墨烯結(jié)合，能有效增加電極與電解液的有效接觸;相鄰片間的空隙提供寬松的通道來加速離子和電子的傳輸，提供充足的空間來容納電極在鋰離子(Li+)脫嵌時(shí)的體積變化。這樣的復(fù)合結(jié)構(gòu)不僅能有效發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異導(dǎo)電特性和基層支撐作用，還能有效地加強(qiáng)活性組分與石墨烯間的協(xié)同作用，來改善材料整體的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
　　本論文以獨(dú)特層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鎳

2、和高理論容量的氧化鐵為研究對(duì)象，采用溶膠凝膠法和原位生長(zhǎng)的方式，實(shí)現(xiàn)其在還原氧化石墨烯(RGO)片層上原位生長(zhǎng)，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)來改善其電化學(xué)性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.以包覆均勻二氧化硅顆粒的氧化石墨烯（SiO2/RGO）為基礎(chǔ)模板，通過其與鎳離子原位反應(yīng)來合成片狀硅酸鎳/石墨烯（NiSiOx/RGO）。根據(jù)表征結(jié)果確認(rèn)硅酸鎳納米片均勻分布，呈直立生長(zhǎng)彎曲形態(tài)，且其層間距達(dá)0.75nm，利于Li+的穿梭傳輸。實(shí)驗(yàn)中利用硅酸鹽的

3、層狀結(jié)構(gòu)和RGO的基板支撐作用，通過二維片狀復(fù)合構(gòu)建出面面結(jié)構(gòu)的NiSiOx/RGO，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，其在50mA·g-1電流密度下，循環(huán)50圈后的容量仍能達(dá)到797mA h·g-1。
　　2.對(duì)上述基礎(chǔ)模板上的二氧化硅顆粒進(jìn)行氨基化改性，將得到的NH2-SiO2/RGO作為硬模板，與結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑十六烷基三甲基溴化銨共同作用，在氧化石墨烯片層上合成出片狀結(jié)構(gòu)的氧化鐵。
　　3.基于上述片狀氧化鐵的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，從構(gòu)建共價(jià)鍵