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时间:2017-12-08
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1、第34卷第6期河北科技大学学报Vo1.34,No.62013年l2月JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnologyDec.2013文章编号:1008—1542(2013)06—0530—05doi:10.7535/hbkd.2013yx06005S/石墨烯复合材料的水热法制备及其电化学性能研究李景印,李娜,李昌家,郭玉凤。(1.河北科技大学理学院,河北石家庄050018;2.河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄0500l8)摘要:采用水热法制备了S/石墨烯复合材料,并利用XRD,SEM,TEM等手段考察了其微观结构及形貌特征,发现石墨烯呈
2、现多层状,与硫复合后能将其充分包覆。以复合材料为正极、锂为负极组装成扣式电池进行CV,EIS及充放电等电化学性能测试。结果表明:添加石墨烯后硫正极的可逆性明显改善,多次充放电后电池内阻有所增加,在0.3mA/cm电流密度下放电,首次放电比容量为1145mAh/g,经30次充放电循环后仍可稳定在500mAh/g。关键词:硫;石墨烯;水热法;电化学性能中图分类号:0646文献标志码:APreparationofS/graphenecompositebyhydrothermalsynthesisandstudyonitselectrochemicalperformanceLIJingyin,LI
3、Na,LIChangjia,GUOYufeng(1.Schoo1ofScience,HebeiUniversityofScienceandTechnology,ShijiazhuangHebei050018,China:2.SchoolofEnviron—rnentalScienceandEngineering,HebeiUniversityofScienceandTechnology,ShijiazhuangHebei050018,China)Abstract:Inthispaper,asulfur/graphenecompositewaspreparedbyhydrothermalsy
4、nthesis,wheregraphenewasregardedasacarrierofsulfuractivesubstance.ThesurfacestructureandcrystalformofthecompositematerialwerecharacterizedbvX—raydiffraction(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM).Itwasfoundthatgra—pheneappearedmulti—layerandsulfurwasfullycoatedbyg
5、raphene.Electrochemicaltestsdemonstratedthatthereversibilityofsulfuractivematerialhadimprovedbyaddinggrapheneandinternalresistancehadincreasedafteranumberofcycles.Thefirstdischargespecificcapacitywasupto1145mAh/gat0.3mA/cmandthecapacityremainedabout500mAh/gafter30cycles.Keywords:sulfur;graphene;hy
6、drothermal;electrochemicalperformance近年来,二次锂离子电池体系比能量虽已达到250Wh/kg,但受正极材料比容量进一步提高及电池安全性的限制,优化电池比容量及循环性能成为新生代电池的发展方向。研究指出,磷酸铁锂是目前常用的锂离子电池正极材料,但其只适合小电流放电且比容量低,通过表面包覆或掺杂改性等方法进行改性后,电池放电比容量也未能得到明显提高。在新型二次锂电池储能体系中,锂硫电池理论比能量可达到2600Wh/kg,正极材料硫的理论比容量也可达1675mAh/g,开路电压为2.2VE,远大于当前商业化二次电收稿日期:2013-09—02;修回日期:20
7、13-10—12;责任编辑:张士莹基金项目:河北省科技支撑计划(11215114D);河北科技大学科研基金(XI200908)作者简介:李景印(1957),男,河北石家庄人,教授,主要从事化学电源及相关材料方面的研究。E—mail:lijingyin@hebust.edu.cn第6期李景印,等:s/石墨烯复合材料的水热法制备及其电化学性能研究531池,引起研究者的广泛关注。但单质硫在室温下是典型的电子和离子绝缘体(5x1
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