新型碳材料及其復合材料的制備與電化學性能研究.pdf

1、鋰離子二次電池具有能量密度高、循環壽命長、無污染等優點，已成為最具潛能的儲能裝置。商業化石墨碳材料作為鋰離子電池負極材料具有良好的循環性能，但比容量較低，不能滿足當前鋰離子電池的發展需要，迫切需要進行新型高容量負極材料的研究和探索。過渡金屬物的比容量較高，但是循環性能和倍率性能都很差。為了解決這個問題，人們已經開始研究碳材料與金屬氧化物形成納米復合材料來改善材料的鋰電性能。本文制備了新型的碳材料，以及以其為基底，采用不同的化學方法制備R

2、GO-CNTs-Co3O4、C-Co3O4-FGS及MCNTs-Fe2O3復合材料，并研究了樣品的電化學性能。
　　利用低溫水熱反應和低溫熱處理相結合的方法制備了還原氧化石墨烯(RGO)、碳納米管(CNTs)和Co3O4的三元納米復合材料(RGO-CNTs-Co3O4)。反應過程中，利用肼作為還原劑，將氧化石墨還原成石墨烯，同時作為沉淀劑與硝酸鈷反應，在石墨烯和CNTs表面生成氫氧化鈷，經低溫熱處理得到RGO-CNTs-Co3O4

3、三元復合材料。對樣品進行電化學測試，在電流密度為100 mA/g時，三元復合材料的首次放電比容量達1650 mA·h/g，在50次充放電循環后其比容量仍保持在1261 mA·h/g，容量保持率仍為76.4％，第五次至第五十次的容量保持率接近于100%。
　　采用簡單的兩步水熱法，合成了碳包覆的四氧化三鈷與石墨烯復合材料，通過掃描SEM、TEM及XRD對樣品的形貌和結構進行了表征。結果顯示，碳化的葡萄糖微球完全包覆了Co3O4粒子，

4、并且較均勻的負載在片層石墨烯片表面及片層間。C-Co3O4-FGS復合材料在100 mA/g電流密度下，在50次充放電循環后其比容量仍保持在844 mA·h/g，性能遠優于單一的FGS、Co3O4以及Co3O4-FGS，說明C-Co3O4-FGS復合材料是一種有應用潛力的負極材料。
　　制備了新型介孔碳納米管(MCNTs)復合材料，并研究了電化學性能。用溶劑熱法，以乙二醇作為碳源，醋酸鋅為結構導向劑，合成了高比表面積的新型介孔碳納