高温还原GO制备LiFePO4/石墨烯复合正极材料及表征
2018-02-28邓凌峰覃昱焜彭辉艳连晓辉吴义强
邓凌峰,覃昱焜,彭辉艳,连晓辉,吴义强
(中南林业科技大学 材料科学与工程学院,长沙 410004)
橄榄石型LiFePO4具有较高的理论比容量、较高的放电平台、安全性能好、循环寿命长等优点,但其Li+扩散速率低和自身导电性差导致的大倍率电流下充放电性能差,限制了它的应用与发展[1-2]。通过在颗粒表面包覆碳改善LiFePO4的电子电导率,从而优化材料的电化学性能,是比较廉价和有效的表面包覆改性方法。与其他碳材料相比,石墨烯材料具有更大的理论比表面积和更高的机械强度,而且有非常好的电导特性[3-4]。石墨烯与LiFePO4复合可以提高LiFePO4的电化学性能已经被证实[5-7],从不同的方面去研究影响LiFePO4/石墨烯复合材料电化学性能的因素是当前的研究热点之一。将LiFePO4与石墨烯或氧化石墨烯(GO)进行复合,或是在合成LiFePO4的过程中加入石墨烯或GO来制备LiFePO4/石墨烯复合材料是两种基本思路,研究内容主要集中在复合材料的制备方法[8-12]、复合材料中的石墨烯添加量[12-14]。在LiFePO4中加入石墨烯可以在一定程度上提高其大倍率下的充放电比容量,并改善其充放电位平台,但目前的研究结果显示石墨烯的添加量还比较多,主要为百分之几[12-14],很少有人尝试添加百分之一以下的石墨烯来改善LiFePO4,主要原因是添加的石墨烯没有经过调控、层数较多而导致其表面利用率不高,并且石墨烯在LiFePO4中分散得不够均匀导致包覆的效果不是很好。
本工作通过对GO进行微观调控处理,得到少层GO,使柔软的GO材料与已经合成好的LiFePO4在一定条件下复合,通过高温改性将GO分解还原成石墨烯,以期获得比容量较高、大倍率充放电和循环性能优良的LiFePO4/石墨烯复合材料。……
