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简述石墨烯在锂电池负极材料中的应用

来源:宝鄂实业    2019-11-10 20:08    点击量:
石墨烯作为锂电池负极材料,当采用50mA/g的电流密度充放电时,该石墨烯电极材料的比容量为540mAh/g;再经20次循环后,容量发生一定程度的衰减。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,无论是轻薄、硬度、导热、导电,都是所有材料之最,被认为是一种未来革命性的材料。
 
  研究发现,这可能与材料中石墨烯片层的排列方式未得到优化有关。以石墨烯纸作为锂离子电池负极材料时,循环性能就不太理想,首次循环之后,比容量就下降到100mAh/g以下(充放电电流密度50mA/g)。文献等采用热膨胀氧化石墨法制备的石墨烯,将其应用于锂离子电池负极材料中。当采用1mA/g的电流密度充放电时,其比容量可达554mAh/g。
 
  更为惊喜的是,发现如果在其中掺入C60和碳纳米管后,其比容量可高达784mAh/g。研究证明,石墨烯材料虽具有非常高的锂离子扩散速率,作为锂电池负极材料时,首次可逆比容量较高,但经过几次循环后,容量衰减严重,并且充放电曲线滞后严重,因此很难单独作为电极材料使用。而石墨烯独特的柔性结构若与高容量金属或氧化物粒子复合用作负极材料则具有得天独厚的优势。

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