簡易法制備孔隙可調(diào)的三維石墨烯宏觀體及鋰電池性能的研究

編號(hào)：NMJS07381

篇名：簡易法制備孔隙可調(diào)的三維石墨烯宏觀體及鋰電池性能的研究

作者：高峰 徐子迪 謝亞橋 趙佳欣 田運(yùn)齊 曲江英

關(guān)鍵詞： 簡易法 孔隙可調(diào) 三維石墨烯宏觀體 協(xié)同 鋰離子電池

機(jī)構(gòu)： 遼寧師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 東莞理工學(xué)院生態(tài)環(huán)境與建筑工程學(xué)院

摘要： 石墨烯宏觀體具有大的比表面積和豐富的相互連接的內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于鋰離子電池、超級(jí)電容器等領(lǐng)域.現(xiàn)階段多采用將石墨烯水凝膠進(jìn)行冷凍干燥或二氧化碳超臨界干燥的方法制備石墨烯宏觀體,該方法具有一次成型、耗時(shí)短等優(yōu)點(diǎn),但是存在孔隙大小無法調(diào)控、設(shè)備昂貴等不足.本文以氧化石墨烯(GO)為原料制備得到石墨烯水凝膠,僅利用室溫干燥和冰箱冷凍相協(xié)同的簡單方法制備孔隙可調(diào)的三維石墨烯宏觀體(GM).研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)室溫部分干燥后的石墨烯水凝膠經(jīng)冰箱冷凍后再進(jìn)行室溫完全干燥其體積幾乎不發(fā)生變化,因此通過調(diào)控首次室溫干燥的時(shí)間調(diào)變石墨烯宏觀體的孔隙大小.此方法具有操作簡單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn).將所制備的GM作為鋰離子電池負(fù)極材料,表現(xiàn)了良好的儲(chǔ)鋰性能.結(jié)果表明:首次室溫干燥3h的石墨烯水凝膠再經(jīng)過冰箱冷凍和第二次室溫完全干燥所獲得的GM(GM-3h)在0.1A·g^-1電流密度下其比容量高達(dá)1039mAh·g^-1遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)石墨負(fù)極372mAh·g^-1的比容量;在0.5A·g^-1的電流密度下經(jīng)100次循環(huán)后,其比容量降低到504mAh·g^-1,保持率為73.1%,表現(xiàn)了良好的循環(huán)穩(wěn)定性.