石墨烯基锂离子电池负极材料的多级可控制备及其电化学性能研究.pdf

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1、第2期化学世界·83·SnO2／石墨烯基锂离子电池负极材料的多级可控制备及其电化学性能研究曹静，黄燕山，蒋建忠。吴东清(上海交通大学化学与化工学院，上海200240)摘要：分别使用不同种类的表面活性剂对SnO2在二维石墨烯片表面的生长和所得到的复合片层材料的三维自组装进行多级调控，制备了具有取向大孔结构的SnO：和石墨烯复合气凝胶材料(SnO一CTAB／GM)。SEM和TEM等测试表明了SnO一CTAB／GM中取向大孔结构的存在，且SnO纳米颗粒以2～3nm的尺寸均匀分布在石墨烯片层表面。电化学测试表明了Sn0。一CTAB／GM复合材料具有高可逆容量和循环稳定性：当

2、电流密度为100mA／g时，首次可逆容量高达1125mAh／g，循环60次后，可逆容量稳定在945．6mAh／g；当电流密度为100、500、2000mA／g时，SnO一CTAB／GM复合负极材料的放电容量分别为1180、786．5、566mAh／g，具有优异的的倍率性能。关键词：Sn02；石墨烯；表面活性剂；锂离子电池中图分类号：O646；O614．43文献标志码：A文章编号：0367-6358(2016)02-0083—05SynthesisandElectrochemicalPerformanceofSnO2／GrapheneFrameworkasLithiu

3、mIonBatteryAnodeCAOJing，HUANGYan—shan，JIANGjian-zhong，WUDong—qing(SchoolofChemistryandChemicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：SnO2／grapheneaerogelmonoliths(SnO2一CTAB／GM)withorientedmacroporousstructurewerepreparedbyusingsmallmoleculeandpolymericsurf

4、actantstocontrolthegrowthofSnOzOilthetwo—di—mensionalgraphenesheetsandthethree—dimensionalself-assemblyoftheobtainedcompositesheets，re—spectively．Theanalysisresults(SEM，TEMetc．)indicatethatSnO2-CTAB／GMpossessesorientedmacropores，andSnO2nanoparticlesarehomogeneouslydispersedonthesurface

5、ofgraphenewiththeparti—clesizeof2～3nm．ServedastheanodeinLIBs，SnO2一CTAB／GMshowshighcapacityof1125mAh／gatacurrentdensityof100mA／g。andmaintainsacapacityof945．6mAh／gafter60cycles．SnO2一CTAB／GMalsoexhibitsexcellentrateperformance，whosecapacityat100，500，2000mA／gare1180，786．5and566mAh／g，respec

6、tively．Keywords：tinoxide；graphene；surfactant；lithium—ionbattery近年来，锂离子电池因具有维护成本低、自放电和电动汽车的主要能量存储器件。然而随着人们对效应小和能量密度高等特点而成为便携式电子设备上述设备的便携性或续航能力需求的日益提高，如收稿日期：2015-01—27；修回日期：2015-12—07作者简介：曹~(1989一)，女，安徽宿州人，硕士生，主要从事石墨烯基复合材料在锂离子电池中的应用研究。E—mail：caojingccz@126com。*E—mail：wudongqing@sjtu．edu．

7、cn。·84·化学世界2Ol6年何获得具有高容量和长循环寿命的锂离子电池成为(SEM，El本JE0L公司)；JE0L-2100型透射电子材料学家的研究热点口屯]。目前商业化锂离子电池显微镜(TEM，日本JEOL公司)；CHI76Od型电化的负极材料以石墨为主，其较低的理论嵌锂容量学工作站(上海辰华仪器有限公司)；蓝电测试系统(372mAh／g)限制了锂离子电池能量密度的进一步(武汉市蓝电电子股份有限公司)。提升l_3]。相比之下，二氧化锡(SnO)的理论嵌锂容1．2材料制备量高达782mAh／g，而且具有自然丰度高和制备成1．2．1负载SnO的还原氧化石墨烯二维