石墨烯及其三元復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、石墨烯（graphene）是一種由sp2雜化的碳原子形成的只有一個(gè)碳原子厚度的六角形蜂巢晶格的二維材料。由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能一直都是研究者研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。本論文用有機(jī)合成方法制備少層石墨烯（few-layer graphene），對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并將其作為鋰離子的陽極進(jìn)行電化學(xué)性能測試。
　　鋰離子電池作為重要的新能源之一，具有安全性能高、循環(huán)壽命長、比能量高、電壓高、自放電率小以及無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。本論文利用hummer

2、’s方法所制備的氧化石墨與金屬（非金屬）氧化物復(fù)合，制備出SnO2-B2O3/石墨烯和SnO2-MoO2/石墨烯三元復(fù)合材料，對其形貌及化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并將其作為鋰離子電池的陽極進(jìn)行了電化學(xué)性能的測試研究。
　　通過有機(jī)合成的方法，根據(jù)烏爾曼反應(yīng)原理，利用乙炔為反應(yīng)原料在95℃下制備出少層石墨烯，六溴苯和溴化亞銅在反應(yīng)中作為催化劑。將材料作為鋰離子電池的陽極進(jìn)行充放電測試，初始放電比容量和可逆比容量分別為650mAh g-1和

3、570mAh g-1，這與石墨烯理論比容量是相一致的。
　　通過加熱回流的方法制備出了SnO2-B2O3/石墨烯三元復(fù)合材料。以氧化石墨、SnCl2·2H2O和硼酸為反應(yīng)原料，在酸性條件、85℃下反應(yīng)一定的時(shí)間最終得到三元復(fù)合物。相比SnO2/石墨烯二元復(fù)合物，其電化學(xué)性能有大幅度提高。在500mA g-1電流密度下進(jìn)行充放電的測試，循環(huán)200周以后，該三元復(fù)合物的放電比容量仍然保持在1404.9mAh g-1。提高的原因一方面是

4、B2O3起到了緩沖層的作用，可以緩解該材料在充放電過程中體積的變化。另一方面，硼原子最外層電子結(jié)構(gòu)具有空軌道，可以接收電子；并且硼可以釋放出電子，從而使電子密度和電子傳導(dǎo)性增加。
　　通過同樣的回流方法合成SnO2-MoO2/石墨烯納米復(fù)合材料，最佳條件下制備出的SnO2-MoO2/石墨烯納米復(fù)合材料在100mAg-1電流密度下，經(jīng)過130周之后充電比容量為1154mAh g-1，是首次充電比容量的89.9％。石墨烯具有較高的導(dǎo)電