鐵基石墨烯復(fù)合材料的制備及其鋰電性能研究.pdf

1、鋰離子電池具有工作電壓高、比容量大、循環(huán)壽命長、無污染等優(yōu)點，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于智能手機、筆記本電腦等消費型電子產(chǎn)品，在高比能量的便攜式電源和動力電池等領(lǐng)域顯示出誘人的前景，已成為世界各國關(guān)注的焦點之一。目前廣泛采用的石墨類碳基負(fù)極材料由于理論容量較低、倍率性能較差，難以滿足動力電池的應(yīng)用需要。因此，研制高比容量、高倍率和高循環(huán)穩(wěn)定性的負(fù)極材料已成為促進(jìn)高性能鋰離子電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
　　鐵基材料由于具有高的理論容量、價格便宜等優(yōu)點

2、，近年來成為下一代鋰離子電池負(fù)極材料研究的熱點。本論文選取鐵基材料的兩個典型代表氧化鐵（Fe2O3）和硫化亞鐵（FeS2）作為研究對象，結(jié)合石墨烯/還原氧化石墨烯（RGO）材料的高比表面積、高穩(wěn)定性和高導(dǎo)電率等優(yōu)勢，制備鐵基石墨烯復(fù)合材料，并研究了其作為新型鋰離子電池負(fù)極材料電化學(xué)性能，開展了如下工作：
　?。?）Fe2O3/RGO復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究：將氯化鐵溶液和氧化石墨烯（GO）溶液混合均勻后，通過一步水熱反應(yīng)得

3、到具有梭形結(jié)構(gòu)的Fe2O3/RGO復(fù)合材料。該方法簡單易行，且容易規(guī)模化生產(chǎn)。所得樣品梭形結(jié)構(gòu)的Fe2O3顆粒較小，尺寸均一，且均勻地負(fù)載在RGO上，F(xiàn)e2O3和RGO得到了良好的復(fù)合。該復(fù)合材料表現(xiàn)出了較高的可逆容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性以及較好的倍率性能，即在100 mA g-1條件下循環(huán)100次后，其可逆容量為613.3 mAh g-1，在300 mA g-1電流密度下循環(huán)200次后，其可逆容量仍達(dá)497.01 mAh g-1。相比于

4、單純的Fe2O3，F(xiàn)e2O3/RGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能得到了極大的改善。
　?。?）FeS2/RGO復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究：將氯化鐵溶液、氧化石墨烯（GO）溶液和硫脲溶液混合均勻后，一步水熱法制備了多級微球FeS2/RGO復(fù)合材料，測試表明其具有優(yōu)異的儲鋰性能。該復(fù)合材料形貌獨特，RGO組成了交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而FeS2則由小尺寸的塊狀晶體自組裝成微球，均勻地分布在還原氧化石墨烯片層上，或者包覆其中。這種獨特的形貌結(jié)構(gòu)，