PDF《石墨烯/钛酸锂复合材料制备研究》

第44 卷第8期稀有金属材料与工程 Vol.

44, No.8

2015 年8月RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING August

2015 收稿日期:2014-08-26 基金项目:国家自然科学基金(51272290) ;

广东省教育厅科技创新项目(2013KJCX0193) 作者简介: 张明, 男,

1974 年生, 博士, 副教授, 肇庆学院化学化工学院, 广东 肇庆 526061,

电话: 0758-2716357, E-mail: [email protected] 石墨烯/钛酸锂复合材料制备研究 张明1,张 宝2,吴燕妮

1 (1. 肇庆学院,广东 肇庆 526061) (2. 中南大学,湖南 长沙 410083) 摘要:采用易于工业化的固相法合成 Li4Ti5O12 以及 Hummers 法制备氧化石墨烯,并以 N2H4・ H2O 为还原剂制备石墨 烯材料,在此基础上高能球磨合成 Li4Ti5O12/Grephene 复合材料.借助 X 射线衍射、扫描电镜、能谱分析对合成的样品 进行结构和形貌表征,并采用恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等测试方法检测其电化学性能.充放电结果表明:复 合前后材料形貌不发生变化,石墨烯均匀地附着在 Li4Ti5O12 表面.由于石墨烯具有良好的导电性,材料的倍率性能得 到大幅提高.在充放电倍率为

20 C 时,复合材料的比容量约为 120.2 mAh?g-1 ,而纯相钛酸锂的比容量只有

61 mAh?g-1 . 关键词:石墨烯;

钛酸锂;

锂离子电池;

负极材料 中图法分类号:TQ152 文献标识码:A 文章编号:1002-185X(2015)08-1990-04 随着锂离子电池在混合动力和纯电动汽车上的应 用,其材料的安全性、使用寿命和倍率性能备受关注. 与目前锂离子电池中主要采用的炭负极材料相比, 尖晶 石型 Li4Ti5O12 在脱嵌锂时体积变化很小,被称为零应 变材料,同时 Li4Ti5O12 的骨架结构为 Li+ 快速扩散提供 了三维通道,使其具有优越的循环性能.Li4Ti5O12 放电 平台在 1.55 V 左右,远高于金属锂析出电位,所以具 有非常好的安全性能[1-4] .但由于 Li4Ti5O12 在室温下导 电性差(