论文部分内容阅读
随着锂离子电池在社会各个领域的广泛应用，人们对其性能要求也不断提高，因此新型电极材料的开发备受关注。本论文以得到具有较高储锂容量的锂离子电池负极材料为核心，依次进行了氧化石墨烯的制备，石墨烯电化学性能的研究，SnO2/石墨烯复合材料的制备及SnO2/石墨烯复合材料电化学性能的研究。利用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）等，进行样品形貌结构表征，应用电池测试系统对样品进行循环伏安（CV）、交流阻抗（SIE）、恒流充放电等电化学性能测试。 在氧化还原法制备石墨烯的工艺中，氧化石墨（GO）的制备尤为重要。以大鳞片石墨制备的膨胀石墨（EG）为原料，采用改进的Hummers法制备氧化程度高、可剥离度高的氧化石墨稀，研究中温氧化时间、氧化剂用量及高温反应对氧化石墨烯结构、形貌及氧化程度的影响。当硫酸（H2SO4）与膨胀石墨（EG）用量比为75 mL:1 g，高锰酸钾（KMnO4）与石墨用量比为4 g:1 g，35℃水浴反应24 h，制备得到了氧化程度高的大片氧化石墨烯。对化学还原后的石墨烯进行电化学性能测试。结果表明：石墨烯电极在电流密度100 mA·g-1时的首次放电比容量达1900 mAh·g-1；经100个循环后石墨烯电极比容量为450 mAh·g-1；在不同电流密度下循环50次，再回到100 mA·g-1时，仍保持首次循环92％的比容量。 采用水热法制备SnO2/石墨烯纳米复合材料，通过X射线衍射与高分辨率透射电镜表征。结果表明确实生成SnO2纳米颗粒，粒度大小约为3.5～8.0 nm，分散于石墨烯表面及层间，出现一定程度的团聚。电化学测试结果表明SnO2/石墨烯负极具有更高的可逆容量、循环稳定性及倍率性能。在100 mA·g-1电流密度下，首次库伦效率为69%，电流密度为700 mA·g-1时，首次放电容量可达到1680 mAh·g-1，循环100次后仍可保持较高比容量600 mAh·g-1。