石墨烯基复合材料的制备及其电化学性能的研究.pdf

原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名:!蔓竺璺日期:j型生年鲨月卫日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:j龃导师签名幺墅垒日期:旦年卫月鱼日石墨烯基复合材料的制备及其电化学性能的研究摘要:超级电容器、锂离子电池等储能器件的电极材料一直是广大研究者关注的热点。自从2004年石墨烯发现以来,它就成为了多个领域的研究热点。石墨烯具有独特二维sp2杂化的单层碳结构,具有高的机械强度、良好的化学稳定性、高的电导率和大的理论比表面积等优点,在超级电容器和锂离子电池电极材料的应用中展现出比传统的多孔碳材料更好的潜力。近年来,关于石墨烯和过渡金属氧化物复合作为超级电容器和锂离子电池电极材料的研究越来越多,石墨烯的加入可以明显改善过渡金属氧化物的电化学性能和循环寿命。本文主要研究内容如下:(1)采用改进的Hummers法合成氧化石墨(G0),再分别用乙二醇和葡萄糖作为还原剂,水热方法合成还原氧化石墨烯(RGO)一Cu20复合物。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段对样品的组成和形貌进行了表征。作为超级电容器电极材料的测试结果表明:。1电流密度下,、、~。经过200次循环后,乙二醇还原的RGO—Cu20、%、94%禾n74%。通过对乙二醇还原的RGO—Cu20和Cu20作为锂离子电池负极材料进行对比的测试结果表明:,。可见,随着RGO的引入,Cu20电极的比容量和稳定性得到明显的提高。(2)。采用XRD、TEM等手段对样品的组成和形貌进行了表征。考察了RGO—InV04和InV04作为锂离子电池负极材料在不同电流密度下的充放电和循环稳定性能。结果表明:~,~。在不同电流密度下经过50次循环后,~,-1。可见,RGO的引入能极大地改善InV04的电化学性能,尤其是循环稳定性。(3)。采用XRD、TEM、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱等手段对样品的组成和形貌进行了表征。通过循环伏安(CV)。结果表明:。的电流密度下,RGO—Cu20—~,~。而且经过1000次循环后,~,而RGO—Cu20和RGO—。。。~,这改善了的循环稳定性正好是超级电容器所需要的。关键词:还原氧化石墨烯;过渡金属氧化物;复合材料;超级电容器;锂离子电池分类号:28PreparationandElectrochemicalPropertiesoftheGraphene-positesABSTRACT:,ethehotre