納米碳管-石墨烯復(fù)合材料制備及儲鋰性能研究.pdf

1、本文以提高鋰離子電池的比容量、循環(huán)性能和倍率性能為目的，研究了納米碳管/石墨烯（CNTs/GNS）三維復(fù)合碳材料的制備條件及其儲鋰性能。研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　（1）采用水熱合成法制備了鈷氧化物/石墨烯催化劑和摻雜錳的鈷氧化物/石墨烯催化劑，并采用化學(xué)氣相沉積法制備了CNTs/GNS三維碳材料。研究了催化劑在石墨烯表面的負(fù)載量、生長溫度、生長氣氛和生長時(shí)間對納米碳管管徑和分布密度的影響。研究結(jié)果表明：生長溫度為600℃、乙炔流量

2、為40ml/min、生長時(shí)間為10min時(shí)制備的納米碳管產(chǎn)量最高，分布最密集；石墨烯上鈷氧化物負(fù)載量增加，納米碳管管徑增大；錳摻雜鈷氧化物/石墨烯不適合作為催化劑。
　　（2）采用水熱合成法制備了鐵氧化物/石墨烯催化劑和摻雜錳的鐵氧化物/石墨烯催化劑。研究了催化劑在石墨烯表面的負(fù)載量對納米碳管管徑和分布密度的影響。研究結(jié)果表明：納米碳管的管徑與石墨烯上鐵氧化物的負(fù)載量有關(guān)，石墨烯上鐵氧化物負(fù)載量增加，納米碳管管徑增大；鐵氧化物/石

3、墨烯中摻雜錳后，納米碳管管徑減小。
　　（3）鐵氧化物/石墨烯催化劑制備的管徑不同的納米碳管分布密度最高且管徑最均勻，本文對鐵氧化物/石墨烯催化劑制備的管徑不同的納米碳管/石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行電池性能測試。研究結(jié)果表明：納米碳管管徑最小的CNTs/GNS三維碳材料制備的電極儲鋰性能最優(yōu)，具有高可逆容量，不同電流密度下充放電260次后，在100mAg-1電流密度下可逆比容量達(dá)到711mAhg-1；具有優(yōu)越的循環(huán)性能，在500mAg-1