计天溢,刘晓旭,赵九蓬,李 垚

(1.陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室,西安 710021; 2.黑龙江科技大学矿业工程学院,哈尔滨 150022; 3.哈尔滨工业大学化工与化学学院,哈尔滨 150001; 4.哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨 150001)

能源是世界发展和人类生存与进步的源动力.随着科学技术的高速发展,传统化石能源被过度地开采与利用,并同时不断向自然界排放污染物,导致环境污染问题日益严重,开发新型清洁绿色能源刻不容缓[1].在众多二次电池中,锂离子电池因具有能量密度高、无记忆效应、环境污染小等优点而备受关注[2],并被广泛应用于诸多国民生活与军工领域.

石墨是锂离子电池中典型的商用负极材料,具有库仑效率高、循环寿命长与使用安全等优点,但其理论容量偏低,制约了下一代高能量密度锂离子电池的发展[3,4].软碳、硬碳与中间相碳微球等新型负极材料具有更多的活性位点和存储空间,从而具有较高的储锂容量[5～8].与以上碳材料相比,石墨烯具有更大的比表面积,并且对锂离子扩散传输阻碍小,其理论容量(764 mA·h/g)是传统石墨电极的两倍[9].已有研究者研究了各种形态石墨烯的储锂性能[10～13].Channu等[14]报道了在不同电极集流体上氧化石墨烯的储锂容量,发现氧化石墨烯在铜网集流体上的储锂容量最高(940 mA·h/g),而在不锈钢集流体上,电流密度为50 mA/g时的比容量为897.7 mA·h/g,并认为这些电极的高容量来源于它们的……