石墨烯复合材料的性能对比.pdf

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1、第31卷第6期无机化学学报VoI．31No．62015年6月CHINESEJ0URNAL0FIN0RGANICCHEMISTRY1153—1158两种方法制备的磷酸铁锂／石墨烯复合材料的性能对比胡国荣彭清远彭忠东曹雁冰杜柯(中南大学冶金与环境学院，长沙410083)摘要：以FeSO4．7H2O、NH~I2PO、HO、Li2CO、CH20和自制的氧化石墨烯(G0)为原料，分别采用原位包覆法和非原位包覆法制备了石墨烯磷酸铁锂样品：LiFePOdC／G．1和LiFePO4／C／G．2。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射~(TEM1、交流阻抗(EIS)和充放电测试研究了两种

2、包覆方法制备的样品的晶体结构、形貌和电化学性能。结果表明原位法包覆所得复合材料LiFePOJC／G一1具有更优秀的电性能：在2．5～4．1V充放电，0．1C和1C首次放电比容量分别为158．15和150．5mAh·g-i,在1C倍率下循环500次后容量保持率达到98-3％。关键词：复合正极材料；磷酸铁锂；石墨烯；电化学性能中图分类号：O614．111文献标识码：A文章编号：1001—4861(2015)06—1153—06DoI：10．1l862／CJIC．2015．167ComparisononPropertiesofLithiumIronPhosphate／GrapheneC

3、ompositePreparedbyTwoMethodsHUGuo-RongPENGQing—YuanPENGZhong—DongCAOYan—BingDUKe(SchoolofMetallurgyandEnvironment,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：UsingFeSO4·7H20，NH4H2PO4，H202，Li2CO3，C6H1206andGOasrawmaterials，LiFePOdC／G-2eom-positecathodematerialpreparedbymixingFePO4·2H2

4、0，Li2CO3andGOandLiFePOn／C／G一1bymixingFePO4‘2H20／GOandLi2C03werecompared．Crystalstructure，morphologyandelectrochemicalperformanceofthetwosampleswereinvestigatedbyX—raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)，TransmissionElectronMicroscope(TEM)，electrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)t

5、estandcharge—dischargetest．LiFePOdC／G一1showedbetterelectrochemicalperformancescomparedtoLiFePOdC／G一2．Whenthechemicalsynthesismethodproduct(LiFePOdC／G一1)wascharged—dischargedin2．5-4．1V，theinitialdischargecapacitywas158．15and150．5mAh·g～at0．1Cand1Crate，respectively．Aftercyclingfor500timesat1Crat

6、e，theretentionofdis-chargecapacitywas98_3％．Keywords：compositecathodematerial；lithiumironphosphate；graphene；electrochemicalperformance橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)1~]其原料来源用目前改善LiFePO导电性的研究主要集中在碳广泛、成本低廉、环境友好。理论比容量高(170mAh·包覆与金属离子掺杂两个方面其中碳包覆是提高g)，热稳定性和循环性能好等诸多优点，是最有前LiFePO电性能最为有效可行的一种方式．而石墨途的锂离子电池正极材料之一但由

7、于其固有的晶烯是以sp2杂化连接的碳原子堆积而成具有单层二体结构。LiFePO具有很低的电子电导率和IJi+扩散维蜂窝状晶格结构的一种新型碳质材料．具有高速系数．导致其大电流放电性能差．制约着它的广泛应的电子迁移速率(2xlO5cm·V·s-1)[】和极大的理论收稿日期：2015．O1—25。收修改稿日期：2015—04—28。湖南省自然科学基金(N0．2015JJ3152)资助项目。通讯联系人。E-mail：dukeben76@yahoo．com．cn无机化学学报第31卷比表面