【摘 要】
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锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和无记忆效应等优点,被广泛地应用于便携式电子设备中。随着电动设备的发展对锂离子电池功率密度和能量密度提出了更高的要求,而电极材
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锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和无记忆效应等优点,被广泛地应用于便携式电子设备中。随着电动设备的发展对锂离子电池功率密度和能量密度提出了更高的要求,而电极材料决定了锂离子电池性能。目前商业化的锂离子电池采用的石墨负极理论容量低(372 mAh/g)。石墨烯具有超高的导电性、超大的比表面积和稳定的机械性能等,是科学研究的热点领域。本文以石墨烯基碳材料为研究对象,以提高锂离子电池的比容量、循环性能和倍率性能为目的,设计合成了系列高性能的密胺树脂/石墨烯全新的锂离子电池复合负极材料。采用冷冻干燥、烧结和熔盐活化方法,以聚乙烯醇(PVA)为分散剂和成核剂,合成具有丰富杂原子的三聚氰胺树脂(MR)球,并与石墨烯氧化物(GO)复合。这种复合材料由N和O掺杂的中空碳球(DHCSs)和石墨烯(RGO)组成,未堆叠的RGO纳米片层覆盖桥接DHCSs球,形成均匀的3D多孔网络结构。冷冻干燥有效地抑制了MR球在GO网络中的团聚。KOH熔盐调整了 DHCSs/RGO孔结构。700℃烧结的DHCSs/RGO具有最佳的电化学性能。在0.1 A/g和5 A/g的放电容量分别为1395 mAh/g和606 mAh/g,在电流密度为2 A/g,经600次循环后,放电比容量仍能保持在755 mAh/g,循环稳定性优于文献报道的结果。本工作为制备中空结构的石墨烯基复合材料提供了一种可行的方法,为高性能功能器件的制备提供了新的思路。
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