高温氢还原法制备纳米硅／石墨烯复合材料的结构与电化学性能

编号：NMJS05915

篇名：高温氢还原法制备纳米硅／石墨烯复合材料的结构与电化学性能

作者：杨凯 ;苏哲安 ;刘艳 ;谢志勇 ;黄启忠

关键词：锂离子电池 石墨烯 纳米硅粉 高温氢还原法 电池容量

机构： 中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

摘要： 摘要：将Hummers法制备的氧化石墨烯（grapheneoxide，GO）与纳米硅粉进行超声复合和高温氢还原，制备锂离子电池用纳米硅／石墨烯（Si／G）复合材料。利用扫描电镜、透射电镜、x射线衍射和Raman光谱分析，对Si／G复合材料的形貌与结构进行分析与表征，并测试其电化学性能。结果表明，通过高温氢还原，氧化石墨烯全部还原为石墨烯，无其它杂质相生成。石墨烯包覆在纳米硅颗粒表面，形成层状复合结构；与纯纳米硅粉相比，Si／G复合材料的电化学性能明显提高，在300mA／g电流密度下，首次放电比容量为2915．0（mA·h）／g，首次充电比容量为1080．5（mA·h）／g，20次循环后比容量稳定在969．6（mA·h）／g，库伦效率为99．8％；而纯纳米硅粉的首次放电比容量和首次充电比容量分别为932．7和349．4（mA·h）／g，20次循环后比容量仅为6．4（mA·h）／g。