碳包覆四氧化三鐵石墨烯復合材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、隨著儲能技術的發(fā)展，鋰電池已經成為利用最廣泛的移動儲能設備。它們在可充電技術領域已經達到了很高的能量密度，然而他們仍然不能滿足消費者的需求。因此新的電極材料的研發(fā)迫在眉睫。最近，過渡金屬氧化物顯示出了一些令人心動的性能，譬如他們的理論容量在500-1000 mAh/g范圍內,遠遠高于傳統(tǒng)的石墨（約372 mA h/g）。然而大多數過渡金屬氧化物又存在許多問題，如導電性差等。因此，導電性較好的Fe3O4逐漸進入了人們的視野。Fe3O4顯示

2、出了高容量，廉價，環(huán)保，低毒，儲備充足等諸多優(yōu)勢。然而Fe3O4本身作為電極材料時候，也有許多問題需要克服，例如在充放電過程中的體積膨脹，電極材料分解，材料本身的團聚等等。因此，本文為了解決這些問題，以四氧化三鐵為基體，通過碳包覆，石墨烯復合的方法，提高了材料的電化學性能。具體研究內容如下:
　　1.利用水熱法和氫氣還原法制備了四氧化三鐵納米材料。對其進行電化學測試，發(fā)現它在電流密度為100 mA/g下在第100圈時，可逆容量達到

3、335.4 mA h/g，具有一定的電化學性能。
　　2.用葡萄糖為碳源，利用水熱法，成功制備出碳包覆的四氧化三鐵納米復合材料。在第100圈時，可逆容量為915.8 mAh/g，是純四氧化三鐵納米粒子的2.73倍。碳層不僅在制備時作為還原劑，而且對四氧化三鐵基體起到了電化學測試中體積緩沖和保護四氧化三鐵基體的作用，另外碳層的存在也大大提高了材料的導電性，這些作用共同使材料的電化學性能得到了提升。
　　3.通過控制碳源的含量來