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全球化石能源枯竭和环境污染问题日益突出,新能源的开发和利用引起重视,新型的储能电池引起了人们的关注。过渡金属氧化物价格便宜,对环境无污染,用作锂离子电池材料比容量较高。Mn3O4作为锂电池负极材料的理论比容量为937 mAhg-1,但导电性不好,导致循环性能差,石墨烯作为一种新型碳材料具有大的比表面积,导电性良好且循环稳定性好,将石墨烯掺入Mn3O4可以来改善其性能。此外,钠离子电池被认为是替代锂离子电池的理想选择备受关注,Co3O4作为钠离子电池负极材料时,在充放电过程中体积的变化会引起较大的容量损失,石墨烯有较多的缺陷,结构更加无序,对Na+吸附较强容量高,将Co3O4和石墨烯复合可以发挥出两者的优势。本文中,通过均相共沉淀法制备了Mn3O4/rGO和Co3O4/rGO材料,将两者分别用作锂/钠离子电池负极材料,对其进行了电化学性能的研究。主要研究工作如下:(1)采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),用均相共沉淀的方法制备不同还原石墨烯(rGO)含量的Mn3O4/rGO复合材料。以MnCl2·4H2O为锰源,CO(NH2)2为矿化剂,GO为载体,在加热过程中CO(NH2)2逐渐分解形成弱碱性环境使锰离子慢慢沉积在石墨烯上,加入水合肼还原GO,将得到的前驱体在氩气(Ar)中退火得到Mn3O4/rGO。对制备的材料进行了SEM,XRD,Raman表征和恒电流充放电,循环伏安等电化学性能测试。SEM表征显示,Mn3O4纳米颗粒分布在石墨烯的片层上,Mn3O4颗粒大小在10-100 nm之间。恒电流充放电测试表明,随着rGO含量的增加,复合材料的首次充放电比容量增加,库伦效率呈现先升高后降低的趋势,综合来看rGO含量为18.3%的复合材料有明显优势,在电压范围为0.05-3 V,电流密度为100 mA g-1时,复合材料首次放电比容量为1481.6 mAhg-1,充电比容量为999.7 mAhg-1,库伦效率为67.47%。然后,对其进行的循环性能和倍率性能测试,经过45次循环后,复合材料放电比容量为1296.8 mAhg-1,当电流密度达到2000mA g-1时,Mn3O4/rGO放电比容量仍保持在610 mAhg-1,表现出良好的循环性能和倍率性能,说明该复合材料用于锂离子电池负极材料是个很好的选择。(2)用均相共沉淀的方法制备Co3O4/rGO材料,以CoCl2·6H2O为钴源,CO(NH2)2为矿化剂,GO为载体,水合肼为还原剂还原GO,在Ar中锻烧前驱体得到Co3O4/rGO。对材料进行了SEM,XRD,Raman表征和恒电流充放电,循环伏安等电化学性能测试。SEM测试表明,Co3O4纳米棒直径约为30-50nm,均匀地分布在rGO的表面上。电化学性能测试表明,在电压范围为0.05-3 V,电流密度为50mA g-1时,Co3O4/rGO材料首次放电比容量为1017 mAhg-1,充电比容量为451.7 mAhg-1,库伦效率为44.4%,在循环50圈后可逆比容量为135 mAhg-1。当电流密度为800 mA g-1时,可逆比容量仅为75 mAh g,当电流密度恢复到达到50 mA g-1时,可逆比容量可恢复到220 mAhg-1。可见,Co3O4/rGO复合材料可以作为钠离子电池的负极材料。