石墨烯复合结构的制备及其电化学性能.pdf

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1、2016年3月化学研究165第27卷第2期CHEMICALRESEARCHhttp：／／hxya．cbpt．cnki．net碳包覆磷酸亚铁锂／石墨烯复合结构的制备及其电化学性能黄帅，张纪伟，张经纬，余来贵，张平余(河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心，河南开封475004)摘要：通过简单的水热和气相沉积法合成了碳包覆磷酸亚铁锂／石墨烯复合材料，通过XRD，SEM，TEM等对其形貌进行了表征，并将其用作锂离子电池正极材料进行电化学性能表征，结果表明：碳包覆磷酸亚铁锂／石墨烯复合材料即使在10C

2、的倍率下仍有115mAh·g的容量，同时在10C循环300次，容量保持率为82％．其优异的倍率和循环性能归因于沉积碳、石墨烯以及磷酸亚铁锂之间层层叠加的独特三维导电结构．关键词：LiFePO；正极材料；锂离子电池；电化学性能中图分类号：0646文献标志码：A文章编号：1OO8—101l(2016)O2—0165—04Synthesisandelectrochemicalpropertiesofcarbon。‘coatedLiFePO4／graphenenanocompositeHUANGShuai，ZH

3、ANGJiwei，ZHANGJingwei，YULaigui，ZHANGPingyu(National＆LocalJointEngineeringResearchCenterforAppliedTechnologyofHybridNanoraaterials．HenanUniversityKaifeng475004，Henan，China)Abstract：Carbon—coatedLiFePO4／graphenecompositewaspreparedthroughasimplehydro—therm

4、alandthefollowingchemicalvapordepositionprocess．ItwascharacterizedbyX—raydif—fraction，scanningelectronmicroscopeandtransmissionelectronmicroscope．Itwasfoundbyelectrochemicaltestthatcarbon—coatedLiFePO4／grapheneexhibitedacapacityof115mAh·g—atIOC，meanwhile

5、，ithasacapacityretentionof82after300cyclesatIOC．Theexcel—lentrateandcycleperformancecanbeattributetospecial3DconductivestructurethatiSstackedbygraphene，depositedcarbonandLiFePO4．Keywords：LiFePO4；cathodematerials；Liionbattery；electrochemicalproperties锂离子电

6、池二次电池由于其绿色、环保、高能量墨烯复合即可得到良好的效果l_7]．由于石墨烯片密度而成为电动汽车的能源存储器件．由于负极材上具有较少的官能团以及石墨烯与无机离子具有不料的容量远大于正极材料，正极材料的容量、性能成相容性，近年来人们常用氧化石墨烯经过“复合一还为提高锂离子电池整体性能的关键．橄榄石型的磷原”的方式来构建复合结构．与石墨烯构建复酸亚铁锂由于环保、无毒、较高的容量和良好的循环合物是一种常用而且有效的方法，石墨烯和磷酸亚性能成为首选正极材料．但是由于其较差的电子电铁锂构建的复合物一般都具有良

7、好的倍率性导率，严重制约了其大电流充放电的能力L1]．能E1o-lz]．在磷酸亚铁锂／石墨烯复合结构中，片状的石墨烯由于高电子电导率、高比表面积以及良石墨烯和颗粒状的磷酸亚铁锂之间的接触仅仅是通好的柔韧性]，常被用作导电基质构建复合材料，同过化学键联接的点面接触，在充放电过程中不能够时石墨烯容易得到薄且宽的大片结构，只需少量石保证良好的联接．有人通过石墨烯卷绕、包裹的方式来提高他们的电接触面积[7_13]，但这种方法仍收稿日期：2016—02—15．然没有改变磷酸亚铁锂和石墨烯通过化学键结合的基金项目：

8、国家自然科学基金(21271063)．方式，我们通过水热结合后续的化学气相沉积的方作者简介：黄帅(1981一)，男，博士生，从事新能源材料方面的研究．通讯联系人．法制备具有类似“三明治”的碳包覆磷酸亚铁锂／石I)01：10．14002／j．hxya．2016．02．005I化学研究。2016，27(2)：165—168第2期黄帅等：碳包覆磷酸亚铁锂／石墨烯复合结构的制备及其电化学性能167图3a和3c分别为磷酸亚铁锂／石墨烯和碳包层包覆层，