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以氯化钨和氧化石墨烯(GO)为原料,乙醇为溶剂,一步合成了WO3纳米棒/石墨烯纳米复合材料(WO3/RGO).将WO3/RGO纳米复合材料用于锂离子电池负极,并通过充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)技术综合考察了该材料的储锂性能.结果显示,在0.1C(1C=638 mA?g-1)倍率下,复合物的首次放电比容量达到761.4 mAh?g-1,100次循环后可逆容量仍保持在635 mAh?g-1,保持率为83.4%.即使在5C倍率下容量仍高达460 mAh?g-1.由此说明,WO3/RGO纳米复合物具有优异的循环稳定性及倍率性能,可望用于高性能锂离子电池. 相似文献
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以石墨烯为基底,CoCl2·2H2O和NH4VO3为原料,采用水热结合热处理方法合成了Co3V2O8/石墨烯复合电极材料;采用XRD、Raman、XPS、SEM、(HR-)TEM和恒电流充放电等对材料进行了结构表征与电化学性能测试。结果表明:Co3V2O8/rGO复合材料表现出优异的放电比容量、优秀的倍率性能和稳定的循环性能(当电流密度为200 mA·g^-1,经过100次循环后,可逆放电比容量为1208 mAh·g^-1);Co3V2O8/rGO电极材料表现出优异的倍率和循环性能可以归因于:独特的石墨烯包覆结构可以有效地提高材料的导电性和增强结构的稳定性、缓解Co3V2O8粒子在循环过程中的聚结和膨胀现象;此外,Co3V2O8纳米颗粒均匀地嵌在石墨烯层间防止了石墨烯片层间的堆叠。 相似文献
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以TiOSO4为钛源,多壁碳纳米管(MWNTs)为载体,溶剂热法制备了多壁碳纳米管/二氧化钛纳米复合材料(TiO2@MWNTs),并利用XRD,SEM,TEM,N2吸附-脱附和TG-DSC等测试手段对合成产物的结构和形貌进行表征,用恒流充放电测试研究TiO2@MWNTs纳米复合材料的储锂性能.N2吸附-脱附曲线和孔径分布曲线证实TiO2@MWNTs存在多级孔道结构以及较大的比表面积.电化学测试结果表明,与纯TiO2颗粒相比,TiO2@MWNTs纳米复合材料具有更好的容量保持率和倍率性能.在1 C倍率下,复合材料的可逆容量为200 mAh?g-1,循环100圈后容量仍达182 mAh?g-1,即使在10 C大倍率下,容量约为100 mAh?g-1左右. 相似文献
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Huifang An Li Jiang Feng Li Ping Wu Xiaoshu Zhu Shaohua Wei Yiming Zhou 《物理化学学报》2020,36(7):1905034-0
通过氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(Cs)之间的氢键以及静电作用形成GO水凝胶,从而将纳米硅颗粒和碳纳米管(CNT)原位包封于其中,再经冷冻干燥及随后的热处理制得三维硅/碳纳米管/石墨烯(Si-CNT@G)纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)等技术对制得样品的物相、结构和微观形貌等进行了表征。结果表明,所得复合材料在CNT纵横交织的石墨烯网络中,均匀地分布着纳米硅颗粒。当作为锂离子电池的负极材料时,在两种碳介质的协同作用下,有效缓冲硅材料在充放电过程中脱/嵌锂引起的体积变化,缩短了锂离子和电子传输的距离,Si-CNT@G复合材料表现出较好的循环稳定性以及倍率性能。在500 m A·g~(-1)的充放电电流密度下,经过200圈循环后,其放电比容量仍高达673.7 m Ah·g~(-1),容量保持率高达97%;即使将充放电电流密度升至2000 m A·g~(-1)时,该复合材料仍保持有566.9 m Ah·g~(-1)的高可逆放电比容量。独特的制备方法和优越的储锂性能,使得Si-CNT@G纳米复合材料成为理想的高性能锂离子电池负极材料的候选. 相似文献
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用石墨烯和Co(CH3COO)2·4H2O作为原料,利用超声辅助法合成了锂离子电池的负极材料CoO纳米颗粒/中空石墨烯纳米纤维复合物.采用X射线衍射(XRD)确定材料的物相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察材料的表面形貌和微观结构,采用X射线光电子能谱(XPS)确定材料的价态结构.采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗谱表征材料的电化学性能.结果显示,在100 mA/g的电流密度下,循环了160次后,可逆容量仍超过800 mA/g,库仑效率保持在99%以上.该材料优异的电化学性能主要归因于石墨烯的中空纤维结构,中空内部可以容纳电解液,能直接将离子输送到颗粒表面,实现了离子的快速传输;二维中空纤维搭建成三维网络结构,实现了三维电子传导网络. 相似文献
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石墨烯材料的储锂行为及其潜在应用 总被引:1,自引:0,他引:1
由于石墨烯材料独特的性质,其在锂离子电池材料方面显示出潜在的应用前景.深入理解石墨烯材料的储锂行为,对于其在储能领域的应用具有极为重要的意义.石墨烯材料作为负极材料具有与低温软炭材料类似的充放电特征.无序度或比表面积高的热还原石墨烯材料具有相对更高的可逆储锂容量.石墨烯材料中大量的微孔缺陷能够提高可逆储锂容量,但同时也会造成电压滞后及容量衰减.石墨烯材料作为锂电池正极材料,其电化学性能主要来源于表面含氧官能团与锂离子在高电位下的可逆氧化还原反应,且不可逆容量较低.利用石墨烯负极高容量与石墨烯正极高倍率放电的特性,可以设计出具有高能量密度的锂离子电容器和高比容量的石墨烯复合锂电池正极材料. 相似文献
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以氧化石墨烯为原料,高温下自组装得到高结晶的三维交联石墨烯纳米纤维.扫描电子显微镜和透射电子显微镜观测结果表明,三维石墨烯纳米纤维为实心结构,直径小于100 nm,石墨烯片层有序排列卷曲,具有较高的结晶度.电化学性能研究结果表明,该纳米纤维作为锂离子电池负极材料时,展现出较高的首次库仑效率(72. 4%)与储锂容量(0. 1C倍率下容量为692. 7 m A·h/g)、良好的倍率性能(20C倍率下容量为373. 3 m A·h/g)及优异的循环稳定性(1000次循环后容量保持率为84. 1%). 相似文献
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Antunes Staffolani Hamideh Darjazi Gilberto Carbonari Fabio Maroni Serena Gabrielli Francesco Nobili 《Molecules (Basel, Switzerland)》2021,26(14)
Composite anode material based on Fe3O4 and reduced graphene oxide is prepared by base-catalysed co-precipitation and sonochemical dispersion. Structural and morphological characterizations demonstrate an effective and homogeneous embedding of Fe3O4 nanoparticles in the carbonaceous matrix. Electrochemical characterization highlights specific capacities higher than 1000 mAh g−1 at 1C, while a capacity of 980 mAhg−1 is retained at 4C, with outstanding cycling stability. These results demonstrate a synergistic effect by nanosize morphology of Fe3O4 and inter-particle conductivity of graphene nanosheets, which also contribute to enhancing the mechanical and cycling stability of the electrode. The outstanding capacity delivered at high rates suggests a possible application of the anode material for high-power systems. 相似文献
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以二氧化锗和二水合醋酸锌为原料,采用水热法制备了锗酸锌纳米棒,并将其与氧化石墨烯复合,制备了石墨烯包覆的锗酸锌纳米棒三维复合材料. SEM等测试表明,锗酸锌纳米棒均匀地穿插在石墨烯片中,阻止了石墨烯片之间相互堆垛,而石墨烯片层之间相互连接,形成三维的空间导电网络,提高了材料的电子导电性.电化学测试表明,石墨烯片作为稳定的框架,能够有效缓冲活性物质在脱嵌锂过程中产生的体积变化,在500 mA·g-1电流密度下循环190次后, Zn2GeO4@RGO复合材料的嵌锂容量仍有1189.5 mAh·g-1;在3.2 A·g-1的大电流密度下,嵌锂容量达到449.5mAh·g-1,表明该复合材料具有优异的长循环稳定性和良好的倍率性能. 相似文献
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以磷酸二氢钠(NaH2PO4)为磷源, 通过溶剂热法制备了P掺杂的TiO2/C (P-TiO2/C)纳米管以改善TiO2的储锂性能. 电化学测试表明: P-TiO2/C负极具有高的比容量(在0.1 A•g-1的电流密度下达到335 mAh•g-1)、优异的倍率性能(在2.0 A•g-1的电流密度下为92 mAh•g-1)及循环性能(在1.0 A•g-1的电流密度下经过1000次循环后放电比容量仍维持在135 mAh•g-1). 并且, P-TiO2/C在2 mV•s-1时的赝电容贡献约为96%. 由P-TiO2/C负极和活性炭正极组装的锂离子电容器在250 W•kg-1的功率密度下能量密度能够达到74.7 Wh•kg-1. 此外, 该锂离子电容器在10000次循环后比电容保持率约为43%. 此外, 该器件在1.0 A•g-1下循环10000次后充满电仍可点亮18只红色的LED灯组成的“LIC”字样. 该工作为高性能锂离子电容器TiO2负极材料的设计提供了思路. 相似文献
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采用溶剂热法制备前驱体,后经350 °C热处理,首次合成了空心结构的NiMn2O4微球以及不同含量氧化石墨烯包覆的Ni/Mn3O4/NiMn2O4@RGO复合材料. 电化学性能测试表明,复合负极材料中,含25wt%还原氧化石墨烯的材料储钠性能最佳,其在50 mA·g-1电流密度下,100次循环后放电比容量保持在187.8 mAh·g-1,且800 mA·g-1电流密度下的可逆容量高达149.9 mAh·g-1,明显优于NiMn2O4及其他石墨烯基复合材料. 研究指出,复合材料性能的提升得益于空心微球和还原的氧化石墨烯构成的特殊结构,一方面缩短了电子/离子传输距离,缓解了体积效应,另一方面高导电网络有效增强了活性物质利用率. 相似文献
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以石墨烯复合粉末为添加剂,采用一步水热法制备了一种SnS2/GCP微米复合材料。在所得到的复合材料中,SnS2纳米片相互缠绕组成多孔球状SnS2颗粒,石墨烯复合粉末均匀的包裹在球状SnS2颗粒表面。将所制备的SnS2/GCP微米复合材料用作锂离子电池负极材料测其电化学性能。结果显示,在0.1 A·g-1的电流密度下可逆比容量为795.6 mAh·g-1,循环100次后比容量损失不到1%。相比于SnS2其比容量和循环稳定性得到了明显改善,主要是由于石墨烯复合粉末的加入,不仅缓解了SnS2颗粒在充放电过程中的团聚和体积膨胀,而且还提高了SnS2颗粒的电导率。 相似文献
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TiO_2 nanocrystals/graphene hybrids(TiO_2-G) with ultrafine TiO_2 nanocrystals(~7 nm in size) conformally coated on ultrathin graphene nanosheets(~ 2 layers thick) were successfully prepared via a facile one-pot solvothermal route under mediated conditions.With the feature of large surface area,abundant mesopores and high thermal stability,the TiOi-G nanohybrids exhibited large reversible Li-ion storage capacity with excellent cycling stability(629 mAh·g~(-1) after 400 cycles at a current of 60 mA·g~(-1)) and good rate capability(184 mAh·g~(-1) at a current density of 3 A·g~(-1)) due to the synergetic effects and strong interactions between the components,showing great promise in applications for advanced energy storage devices. 相似文献
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以石墨烯复合粉末为添加剂,采用一步水热法制备了一种SnS2/GCP微米复合材料。在所得到的复合材料中,SnS2纳米片相互缠绕组成多孔球状SnS2颗粒,石墨烯复合粉末均匀的包裹在球状SnS2颗粒表面。将所制备的SnS2/GCP微米复合材料用作锂离子电池负极材料测其电化学性能。结果显示,在0.1 A·g-1的电流密度下可逆比容量为795.6 mAh·g-1,循环100次后比容量损失不到1%。相比于SnS2其比容量和循环稳定性得到了明显改善,主要是由于石墨烯复合粉末的加入,不仅缓解了SnS2颗粒在充放电过程中的团聚和体积膨胀,而且还提高了SnS2颗粒的电导率。 相似文献