s_石墨烯复合材料的水热法制备及其电化学性能研究

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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