氮掺杂石墨烯作为锂离子电池负极材料的电化学性能_高云雷

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------氮掺杂石墨烯作为锂离子电池负极材料的电化学性能_高云雷第7卷第6期2012年6月中国科技论文CHINASCIENCEPAPER413氮掺杂石墨烯作为锂离子电池负极材料的电化学性能高云雷，赵东林，白利忠，张霁明，孔莹（北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，北京100029）摘要：以天然石墨为原料，通过氧化、快

2、速热膨胀和超声分散制备石墨烯。将氧化石墨与三聚氰胺在氮气下950℃反应合成氮掺杂石墨烯。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)以及红外光谱(FTIR)、X射线能谱(XPS)等测试方法对氮掺杂石墨烯的形貌、结构进行分析。结果表明，该方法合成了薄层状氮掺杂石墨烯。采用恒流充放电和循环伏安法等手段测试氮掺杂石墨烯、石墨烯和天然石墨作为锂离子电池负极材料的电化学性能，比较研究了三者用作锂离子电池负极材料的电化学性能，结果表明氮掺杂石墨烯负极材料具有优异的电化学能和独特的储锂机

3、制。关键词：氮掺杂石墨烯；石墨烯；锂离子电池；负极材料；电化——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------学性能中图分类号：O613.71；O646文献标志码：A文章编号：2095－2783(2012)06－0413－5Electrochemicalperformanceofnitrog

4、en-dopedgrapheneasanodematerialforlithiumionbatteriesGaoYunlei，ZhaoDonglin，BaiLizhong，ZhangJiming，KongYing(KeyLaboratoryofCarbonFiberandFunctionalPolymers,MinistryofEducation,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)Abstract:Graphenesheet

5、s(GSs)havebeenpreparedfromnaturalflakegraphitebyoxidation,rapidexpansionandultrasonictreatment.Grapheneoxide(GO)wasfurtherannealedatthepresenceofmelamineat950℃andtransferredintonitrogen-dopedgrapheme(N-GSs).Thesampleswerecharacterizedviascanningelectronmi

6、croscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM),X-raydiffraction(XRD),Fouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)andX-rayphotoelectronspectroscopy(XPS).Electrochemicalperformancesofnitrogen-dopedgraphene,grapheneandgraphiteasanodematerialsforlithiumionba

7、tterieswereinvestigatedusinggalvanostaticcharge-dischargeandcyclicvoltammetrymethods.ItwasfoundthatthepreparedN-GSsexhibitedarelativelyhighercyclingstabilityandlargerspecificcapacitycomparedwiththepristinenaturegraphiteandGSs.Cyclic———————————————————————

8、———————————————------------------------------------------------------------------------------------------------voltammogramsresultsindicatethatthehighercyclingstabilitymaybeassociatedwithmorestructuraldefectsduringc