28615.石墨烯基電極材料的制備與電化學(xué)性能研究

1、CIassifiedIndex：06465UDC：544SouthwestUniversityofScienceandT；chnoIgyCenCeechnoogYIlMasterDegreeThesiSPpa‘ionandElectrochemicareparat0nectrochernCaIIIlIPropertiesofGraphene‘I。basedEIectrodeMaterialSGrade：2011Candidate：Wan

2、gNanshengAcademiCDegreeAppIiedfor：MasterDegreeSpeciaIity：MateriaISSCienceSupervisor：ProfPengRufangDocLiJingJune05。2014西南科技大學(xué)碩士研究生論文第1頁摘要石墨烯是一種新型的碳材料，具有單層碳原子構(gòu)成的二維平面結(jié)構(gòu)。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得石墨烯具有許多獨特的物理與化學(xué)性能。本文重點研究了石墨烯材料的制備，并考察了其作為超級電容

3、器電極材料和鋰離子電池負極材料的電化學(xué)特性，探索了石墨烯／Sn02復(fù)合電極材料的性能。(1)探索了液相還原法和熱還原法制備石墨烯的工藝，對兩種不同工藝所制備樣品進行了XRD、FTIR、SEM、TEM、BET等物理性能測試。測試結(jié)果表明：熱還原法可以制備出疏松多孔的層片狀石墨烯，而液相還原法制備的石墨烯團聚較嚴重；熱還原法實驗過程操作工藝簡單，耗時時間短，是實現(xiàn)石墨烯工業(yè)化大生產(chǎn)的有效途徑之一。(2)以熱還原法制備的石墨烯作為超級電容器的

4、電極材料，在200mA／g和300mA／g電流密度下測得石墨烯的質(zhì)量比電容量分別為12456F／g和10354F／g；面積比電容量分別為191itF／cm2和1591tF／cm2。石墨烯電極材料表現(xiàn)出良好的雙電層電容特性，在500次循環(huán)后容量保持率為959％，表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。(3)以熱還原法制備的石墨烯作為鋰離子電池負極材料，在50mA／g的電流密度下其首次充放電容量分別為8935mAhg‘1和2l146mAhg一，分別是傳統(tǒng)石

5、墨負極的325％和619％；但石墨烯的首次充放電效率僅為4225％，30次循環(huán)后，容量保持率僅為282％；只有通過改性或復(fù)合處理，才能充分發(fā)揮石墨烯的高容量優(yōu)勢。(4)采用水熱熱還原法制備了石墨烯／Sn02復(fù)合材料。石墨烯／Sn02復(fù)合材料的首次放電容量為9985mAhg1，首次充放電效率達到734％；30次循環(huán)后，石墨烯／Sn02復(fù)合材料的容量保持率為547％，這表明石墨烯／Sn02復(fù)合材料相對純石墨烯電極材料具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性能。