石墨烯的制备及其在锂电池负极材料中的应用 李方芳1.doc

石墨烯的制备及其在锂电池负极材料中的应用_李方芳1石墨烯的制备及其在锂电池负极材料中的应用_李方芳1
综述
石墨烯的制备及其在锂电池负极材料中的应用
李方芳1,赵灵智2
(华南师范大学光电子材料与技术研究所,广东广州510631)
摘要:石墨烯因其高导电、导热效应等而备受储能领域的关注,其复合材料用作锂离子电池负极材料时显著提升了锂离子电池的电化学性能。综述了石墨烯的制备方法及石墨烯基复合负极材料的研究进展。关键词:锂离子电池;负极材料;石墨烯;制备;综述中图分类号:TM912
文献标识码:A
文章编号:1002-087X(2013)06-1062-03
Preparationofgrapheneanditsapplicationinanodematerialof
lithium-ionbattery
LIFang-fang1,ZHAOLing-zhi2
(InstituteofOpto-ElectronicMaterialsandTechnology,SouthChinaNormalUniversity,GuangzhouGuangdong510631,China)
Abstract:Graphenehasattractedalotofattentionbecauseofitshighconductivityandthermalconductivity,whichcanimprovetheelectrochem
-positeanodematerialwerereviewedinthispaper.
Keywords:lithium-ionbattery;anodematerial;grapheme;preparation;overview石墨烯是一种拥有独特结构及优异性能的新型材料,它为单原子层二维蜂窝状结构,被认为是富勒烯、碳纳米管和石零维富勒烯是由石墨烯弯曲成足球状得墨的基本结构单元[1]。
到的,一维的碳纳米管是由石墨烯卷曲而成,三维结构的石墨近年来关于石墨烯的理则被认为是石墨烯片层的紧密堆叠[2]。
论研究、实验制备及应用等方面已成为国内外研究的热点。由于石墨烯具有高导电性、高导热性、高比表面积、高强度和刚度等诸多优良特性,在储能、光电器件、化学催化等诸多领域获得了广泛的应用,其中在锂离子电池领域尤为突出
[3-4]
材料剥落而使电极与活性物质间失去电接触,导致电极粉化失效,表现出较差的循环性能,难以在实际中获得应用[5-7]。由于石墨烯具有较高的导电性,在充放电过程中体积变化很小,本文就石墨烯的制备方法能够显著改善负极的电化学性能
[8]。
以及石墨烯基复合负极材料的研究进展进行了综述。
1石墨烯的制备方法
自从2004年Geim领导的研究小组采用微机械剥离法制备出了单层的石墨烯[9-10],这一历史性突破立即引起了全世界范围内研究者的关注,对其制备方法的研究更可谓层出不穷。由于其奇特的性质和近乎完美的结构特征,专家预测它的研究可能会在很多领域内引起革命性的进展。迄今为止,石墨烯的制备方法已有很多,主要包括机械剥离法、外延晶体生长法、加热SiC法、化学气相沉积法、石墨插层法、氧化石墨还原法,最新的还有微波法、静电沉积法等。
。锂离
子电池是迄今为止比能量最高的二次电池,具有最好的综合性能,已成为便携式电子设备和动力电源的首选,特别是后者,对锂离子电池的能量密度、功率密度提出了更高的要求。石墨烯的出现为锂离子电池高性能的突破带来了可能,从而为高容量、高倍率、长寿命的锂离子电池材料的研究掀起新一轮的研究热潮。
目前,高容量型锂离子电池负极材料有Sn基、Si基、Al基及氧化物(如Co3O4、Fe2O3等),它们存在的问题是随着锂反复的嵌入与脱出,电极在充放电过程中体积变化较大,活性
收稿日期:2012-11-16
基金项目:广东省自然科学基金(S20**********,9451063101002082);广东省科技计划项目(2011B010400022);广州市科技计划项目(11C5209077
9);广州市天河区科技计划项目(116ZH069)
作者简介:李方芳(1988—),女,河南省人,硕士,主要研究方向为石墨烯负载锡基材料作为高性能锂离子电池负极材料的研究;导师:赵灵智(1977—),男,江西省人,副教授,博士,主要研究方向为高性能锂离子电池负极材料的制备和性能研究。