石墨烯_炭黑杂化材料_新型_高效锂离子电池二元导电剂_李用

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石墨烯的应用领域

石墨烯的应用领域

第二章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积,近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视,应用前景广阔,被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。

具体在五个应用领域:一是储能领域。

石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。

二是光电器件领域。

石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。

三是材料领域。

石墨烯可作为新的添加剂,用于制造新型涂料以及制作防静电材料。

四是生物医药领域。

石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性,可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。

五是散热领域。

石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品,比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。

中国科学院预计,到2024年前后,石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。

目前,全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅,纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ,其若能替代晶硅市场份额的10%,就可以获得5000亿元以上的经济利益;全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上,并保持了20%以上的增长,石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%,就可以获得2500吨的市场规模。

可见,石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。

正是在这一背景下,目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼,具体应用如下:2.1 石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点,目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。

高能量密度、快速充电是锂电池产品发展的必然趋势,在正极材料中添加导电剂是一种有效改善锂电性能的途径,可大大增加正负极的导电性能、提高电池体积能量密度、降低电阻,增加锂离子脱嵌及嵌入速度,显著提升电池的倍率充放电等性能,提高电动车的快充性能。

道氏技术石墨烯导电剂

道氏技术石墨烯导电剂

道氏技术石墨烯导电剂全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:道氏技术石墨烯导电剂是一种具有优异导电性能的新型材料,可以广泛应用于电子产品、能源存储设备以及传感器等领域。

石墨烯是一种单层碳原子排列成的二维结构材料,具有极高的导电性、热导性和机械性能,是目前世界上研究最为热门的材料之一。

道氏技术石墨烯导电剂是在石墨烯基础上经过一系列加工处理而成,经过优化设计,使其导电性能更加优异,能够有效提升电子产品的性能和稳定性。

道氏技术作为石墨烯材料的领先企业,拥有自主研发的核心技术和专利技术,致力于研发和生产高品质的石墨烯导电剂,为客户提供定制化的解决方案。

石墨烯导电剂具有优异的导电性能,电导率可达到数千S/cm,远高于传统的导电材料如银浆和碳黑等。

这使得石墨烯导电剂在电子产品中具有广泛的应用前景,可以用作柔性电子设备的导电层、导电纤维和导电复合材料等。

在能源存储领域,石墨烯导电剂可以应用于电池、超级电容器和太阳能电池等设备中,提高电池的充放电性能和循环寿命。

除了优异的导电性能外,道氏技术石墨烯导电剂还具有优良的热导性能和机械性能。

石墨烯的热导率高达3000W/m·K,是银的几倍,能够有效提高电子产品的散热效果,保证设备的稳定运行。

石墨烯具有极高的柔韧性和强度,可以制备出具有优异机械性能的复合材料,提高材料的耐磨性和耐冲击性。

道氏技术石墨烯导电剂在传感器领域也有着广泛的应用,可以用于制备高灵敏度、高稳定性的传感器,实现对环境温度、湿度、气体等参数的监测和检测。

石墨烯导电剂还可以应用于智能穿戴设备、智能家居和汽车电子等领域,为人们的生活带来更加便利和舒适的体验。

第二篇示例:道氏技术石墨烯导电剂是一种高性能的导电材料,它在电子行业中具有广泛的应用。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶格结构,具有出色的导电性能和机械性能。

道氏技术通过特殊的生产工艺,生产出具有优异导电性能的石墨烯导电剂,为电子行业提供了一种新的选择。

锂电池负极材料

锂电池负极材料

锂电池负极材料锂电池负极材料是锂电池正负极之一,也是锂电池中起到放置锂离子的重要组成部分。

负极材料的选择直接影响着锂电池的性能和循环寿命,因此对于锂电池负极材料的研究一直是锂电池领域的热点之一。

目前被广泛应用于锂电池负极材料的有金属锂、碳材料和合金材料等。

金属锂负极材料是最早使用的锂电池负极材料之一,具有高容量和良好的循环寿命等优点。

然而,金属锂在充放电过程中容易出现锂枝晶和锂针晶的产生,造成电池的安全性和循环寿命等问题,因此现在很少应用。

碳材料是目前应用最广泛的锂电池负极材料之一。

碳材料可以分为天然石墨和人工炭黑两种。

天然石墨是由石墨矿石经过加工和石墨化处理得到的,具有良好的导电性和循环寿命。

人工炭黑是通过石油、天然气和煤等碳质原料进行热裂解得到的,具有较高的比表面积和孔隙结构,有利于锂离子的扩散和嵌入。

合金材料也是一种重要的锂电池负极材料。

合金材料具有高容量、较长的循环寿命和快速的充放电速率等特点。

常用的合金材料有锡合金、硅合金和锂合金等。

锡合金是目前应用最广泛的合金材料之一,锡合金能够与锂发生合金化反应,形成锂合金化合物,从而实现高容量的储能。

硅合金具有更高的比容量和更好的导电性,但是由于硅材料在充放电过程中容易发生体积膨胀而形成微裂纹,导致循环寿命减弱。

锂合金材料具有很高的比容量和很好的循环性能,但是锂合金材料的研究和应用仍面临着很大的挑战。

除了上述几种主要的锂电池负极材料外,还有一些新材料正在不断被研究和应用,例如石墨烯、硼化锂等。

石墨烯具有很高的比表面积和导电性,可以实现锂离子的高速传输;硼化锂具有较高的比容量和较好的循环性能,能够提高锂电池的能量密度和循环寿命。

总结起来,锂电池负极材料的选择关乎锂电池的性能和循环寿命,对于锂电池的研发和应用具有重要影响。

目前碳材料是应用最广泛的锂电池负极材料,而合金材料和新材料也在不断被研究和开发,以期提高锂电池的能量密度和循环寿命。

石墨烯导电剂

石墨烯导电剂

磷酸铁锂动力电池
采用石墨烯导电剂,电池倍率性能显著提升,且倍率充放电后电池容量恢复也有很大提高
磷酸铁锂 : SP : 石墨烯 : 粘结剂 93wt% : 1.5 wt% : 1.5 wt% : 4wt%
磷酸铁锂 : SP : 导电石墨 : 粘结剂 93wt% : 1.5 wt% : 1.5 wt% : 4wt%
石墨烯导电剂
宁波墨西科技有限公司
产品简介
石墨烯导电剂是一款针对高性能锂电池的新型高端导电添加剂产品,可显著提高电极材料
容量发挥、降低电池内阻,提高倍率性能和循环寿命,改善电池的高低温和安全性能。石墨烯导电 剂的综合性能指标优于碳纳米管、纳米碳纤维等现有高端导电剂产品,是高性能锂电池的新伴侣。
性状 溶剂 石墨烯含量 分散剂含量
2.5 wt% 石墨烯 2.5 wt% VGCF
数据来源:广东某电池企业
20.5
82.4
0.8
11.6
51.7
0.4
2.1
29.8
0.35
1.2
22.4
0.17
1.210.60.来自60.98.3

2%石墨烯+2%SP





倍率循环前 倍率循环后
0.2C 1C 3C 5C
磷酸铁锂电池(12Ah软包)内阻 (mΩ)
2%石墨烯+2%SP 2%导电石墨+3%SP
2.1
2.2
数据来源:浙江某电池企业
三元材料动力电池
采用石墨烯导电剂,电池循环寿命显著提高
0.5C充放电
1C充放电
石墨烯导电剂 碳黑导电剂
石墨烯导电剂 碳黑导电剂
数据来源:湖北某电池企业

石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用研究进展

石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用研究进展

石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用研究进展结合当前利用石墨烯材料特殊二维结构、优良物理化学特性来改善锂离子电池较低能量密度、较差循环性能等缺陷的研究热点,综述石墨烯材料及石墨烯复合材料在锂离子电池负极材料中的应用研究进展,指出现有电极材料的缺陷和不足,讨论作为锂离子电池电极的石墨烯复合材料结构与功能调控的重要性,并简要评述石墨烯在相关领域中所面临的挑战和发展前景。

标签:石墨烯;锂离子电池;负极材料石墨烯是一种结构独特并且性能优异的新型材料,它是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层二维蜂窝状结构,被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元[1,2]。

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,特别是在未来实现基于石墨烯材料的高能量密度、高功率密度应用有着非常重要的理论和工程价值。

理想的石墨烯是真正的表面性固体,其所有碳原子均暴露在表面,具有用作锂离子电池负极材料的独特优势:(1)石墨烯具有超大的比表面积,比表面积的增大可以降低电池极化,减少电池因极化造成的能量损失。

(2)石墨烯具有优良的导电和导热特性,即本身已具有了良好的电子传输通道,而良好的导热性确保了其在使用中的稳定性。

(3)在聚集形成的宏观电极材料中,石墨烯片层的尺度在微纳米量级,远小于体相石墨的,这使得Li+在石墨烯片层之间的扩散路径较短;而且片层间距也大于结晶性良好的石墨,更有利于Li+的扩散传输。

因此,石墨烯基电极材料同时具有良好的电子传输通道和离子传输通道,非常有利于锂离子电池功率性能的提高。

1 石墨烯直接作为锂离子电池负极材料商业化锂离子电池石墨负极的理论容量为372 mAh/g。

为实现锂离子电池的高功率密度和高能量密度,提高锂离子电池负极材料的容量是一个关键性问题。

无序或比表面积高的热还原石墨烯材料具有大量的微孔缺陷,能够提高可逆储锂容量。

因此,相对石墨材料,石墨烯的储锂优点有:(1)高比容量:锂离子在石墨烯中具有非化学计量比的嵌入?脱嵌,比容量可达到700~2000 mAh/g,远超过石墨材料的理论比容量372 mAh/g(LiC6);(2)高充放电速率:多层石墨烯材料的面内结构与石墨的相同,但其层间距离要明显大于石墨的层间距,因而更有利于锂离子的快速嵌入和脱嵌。

锂离子电池导电剂简介

锂离子电池导电剂简介

导电碳黑(CF) DBP值:100~160ml/100g 炭
超导电碳黑(SCF)DBP值:160~260ml/100g
黑 粉
Hale Waihona Puke 特导电碳黑(XCF)DBP值:300~350ml/100g 末
二、炭黑类导电剂
2.2 炭黑的导电机理
n 炭黑颗粒的粒径小,比表面积大
、堆积紧密,有利于颗粒之间紧
密接触在一起,组成了电极中的
目录
1
导电剂概述
2
炭黑类导电剂
3
石墨类导电剂
4
纤维类、纳米管类导电剂
5
石墨烯导电剂
6
导电剂未来发展
一、导电剂概述
1.1 锂离子电池工作原理
n 充电过程中,Li+由正极 通过电解液迁移到负极 ;放电过程与之相反, Li+由负极通过电解液迁 移到正极。锂离子电池 在充放电过程中,Li+往 返于正负极之间,所以 人们形象地称之为“摇 椅”电池或“羽毛球” 电池。
(1)SP在锂离子电池中的作用更多的是以150~200nm的原生聚 集体分散到活性物质周围形成多支链状导电网络,从而减小电 池的物理内阻,提高电子传导性。
n 正极活性材料多为过渡金属氧化物或者过渡金属磷酸盐,它们是半导体 或者绝缘体,导电性较差,必须要加入导电剂来改善导电性;负极石墨 材料的导电性稍好,但是在多次充放电中,石墨材料的膨胀收缩,使石 墨颗粒间的接触减少,间隙增大,甚至有些脱离集电极,成为死的活性 材料,不再参与电极反应,所以也需要加入导电剂保持循环过程中的负 极材料导电性的稳定。但是相对于正极、负极的活性材料而言,导电剂 在电极中的含量一般比较低。
导电网络。其与活性物质是点-
点接触。在电池中也可起到吸液

石墨烯电池的优缺点

石墨烯电池的优缺点

石墨烯电池的优缺点石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。

它的厚度大约为0.335nm,根据制备方式的不同而存在不同的起伏,通常在垂直方向的高度大约1nm左右,水平方向宽度大约10nm到25nm,是除金刚石以外所有碳晶体(零维富勒烯,一维碳纳米管,三维体向石墨)的基本结构单元。

石墨烯在能源领域的应用在这其中,石墨烯在能源领域的应用是最火热,也是最被看好的方向。

从原理上讲,石墨烯作为一种优秀的二维导电材料,加入锂离子电池正极材料(磷酸铁锂等)中,即可以提高电极材料的导电性,又可以包裹正极纳米颗粒,是对现有炭黑+碳纳米管导电剂的升级换代。

加入石墨烯导电剂的锂电池,其倍率性能、一致性和寿命都有不同程度的提高(这是优点吧)。

此外,石墨烯还可以加入到新的负极材料(中间相炭微球等)中,提升电极材料的性能,也是一个未来发展的可能性。

这些应用虽然不是锂电池最核心的技术,对锂电池的容量和密度也没有较大的改善,但是可以提高电池组乃至新能源汽车的综合性能,是石墨烯应用领域技术成熟度比较高的方向。

石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。

石墨烯电池的基本原理:石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中,时间(小时、天数)和产生电压的关系。

实验制成电路其中包含LED,用电线连接到带状石墨烯。

他们只是把石墨烯放在氯化铜(copper chloride)溶液中,进行观察。

LED灯亮了。

实际上,他们需要6个石墨烯电路,形成串联,这样就可产生所需的2V,使LED灯发亮,就可以得到这个图片。

徐子涵和同事说,这里发生情况就是铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,因为溶液在室温下的热能量。

当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。

电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。

锂离子电池用导电剂的类型及原理介绍

锂离子电池用导电剂的类型及原理介绍

锂离子电池用导电剂的类型及原理介绍正负极电极的材料主要由正负极主料、导电剂、粘结剂组成,三者缺一不可。

正负极主料是活性物质,为锂离子电池提供锂离子的来源和去处,粘结剂作为将主料固定到集流体上和将原材料紧密结合在一起,也是不可或缺的。

导电剂的存在相当于为电子开辟了多条高速公路,让电子能够快速地在正负电极内和集流体间穿梭。

高效的导电性,能够提高电池的倍率性能,降低电池内阻,对于电池的循环性能也有较大提升。

锂离子电池的设计是要兼顾容量、功率、性能的,所以要挑选性状最适合的导电剂,来提高正负极活性物质的比例,并且不影响电池的导电性。

那么,实际生产中常用的导电剂种类有哪些,其应用如何,其导电机理是怎样的,下面将详细介绍。

导电剂一般可分为金属系导电剂(银粉、铜粉、镍粉等)、金属氧化物系导电剂(氧化锡、氧化铁、氧化锌等)、碳系导电剂(炭黑、石墨等)、复合导电剂(复合粉、复合纤维等)以及其他导电剂。

金属导电剂加入锂电池中会发生氧化还原反应,金属析出后会刺破隔膜,影响电池的安全性,而碳系导电剂不仅能满足锂电池导电需求,还具有低成本,质量轻等特点,对于降低锂电池成本、提高能量密度具有积极意义。

目前锂电池生产中常用的碳系导电剂主要为颗粒状导电剂(如导电石墨、导电炭黑)、纤维状导电剂(如碳纳米管、VGCF等)、片状导电剂(如石墨烯)。

1、颗粒状导电剂颗粒状导电剂主要有导电石墨、导电炭黑两种。

颗粒状的导电剂与正负极活性物质的接触形式为点点接触,导电颗粒和活性物质均匀混合后,电子在活性物质之间通过导电剂的桥梁作用穿梭。

图1. 导电石墨用于LCO导电石墨中常用的型号有KS系列,包括KS-6/KS-15等,SFG-6等。

石墨晶体是稳定的六边形网状结构,其用于锂离子电池可以作为导电网络的节点,导电石墨粒径较大d90约10微米。

石墨类导电剂用于负极时,不仅能导电,还能够作为负极活性物质。

由于导电石墨的润滑作用和层状结构,导电石墨用于纳米硅基材料时可以抑制其体积膨胀效应。

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文章编号:1007-8827(2015)02-0128-05石墨烯/炭黑杂化材料:新型、高效锂离子电池二元导电剂李用1,吕小慧2,苏方远1,3,贺艳兵1,李宝华1,杨全红1,2,康飞宇1(1.清华大学深圳研究生院,深圳炭功能材料工程实验室,深圳市石墨烯重点实验室,广东深圳518055;2.天津大学化工学院,天津300072;3.中国科学院山西煤炭化学研究所,炭材料重点实验室,山西太原030001;)摘要:采用CTAB为表面活性剂将氧化石墨烯和炭黑均匀分散,经水热过程将二者组装到一起,进而高温热处理得到石墨烯/炭黑杂化材料。

该材料是一种具有独特结构和良好性能的石墨烯/炭黑杂化材料作为锂离子电池二元导电剂。

炭黑颗粒均匀分布在石墨烯表面,可防止石墨烯片层团聚并进一步提高电子导电效率。

由于炭黑可增加对电解液的吸附,促进电极内部锂离子的传输过程,最终提高锂离子电池的倍率性能。

结果表明,使用质量分数5%900ħ热处理之后的二元导电剂的LiFePO4,在10C时比容量为73mAh/g,优于使用10%炭黑导电剂时的LiFePO4(10C比容量为62mAh/g)。

按照整个电极质量计算,前者的比容量性能比后者提高了近25%,同时在循环性能方面,前者的稳定性也优于后者。

关键词:石墨烯/炭黑杂化材料;二元导电剂;锂离子电池;倍率性能中图分类号:TB332文献标识码:A收稿日期:2015-01-28;修回日期:2015-04-03基金项目:深圳基础研究项目(JC201104210152A,ZDSYS20140509172959981,JCYJ20130402145002430);博士后科学基金面上项目(2012M520267).通讯作者:苏方远,博士,助理研究员.E-mail:su.fangyuan@sz.tsinghua.edu.cn作者简介:李用,硕士研究生.E-mail:liyong815@163.comA graphene/carbon black hybrid material:a novel binary conductive additive for lithium-ion batteriesLI Yong1,LU Xiao-hui2,SU Fang-yuan1,3,HE Yan-bing1,LI Bao-hua1,YANG Quan-hong1,2,KANG Fei-yu1(1.Shenzhen Key Laboratory for Graphene-based Materials and Engineering Laboratory for FunctionalizedCarbon Materials,Graduate School at Shenzhen,Tsinghua University,Shenzhen518055,China;2.School of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin300072,China;3.Key Laboratory of Carbon Materials,Institute of Coal Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Taiyuan030001,China)Abstract:A novel graphene(GN)/carbon black(CB)binary conductive additive has been developed,which is characterized by a unique microstructure and excellent performance for lithium ion batteries(LIBs).It was fabricated using a hydrothermal process,followed by heat treatment.The introduction of CB particles prevents GN from agglomerating and hence improves the electronic conductivity of the resulting additive.CB particles can also enhance the Li+ion diffusion,owing to a reduction of the GN fraction and an increase in electrolyte adsorption.Therefore,the rate performance of the LIB is improved to some extent.Experimental data shows that the specific capacity of LiFePO4containing5%of this binary conductive additive(after900ħtreatment)is73mAh/gat10C,which is superior to that of LiFePO4with10%of CB(62mAh/g).Compared with the latter,the former has a specific capacity increase of25%based on the mass of the whole electrode and shows superior cycle stability.Keywords:Graphene/carbon black hybrid material;Binary conductive additive;Li-ion battery;Rate performanceFoundation item:Shenzhen BasicResearch Projects(JC201104210152A,ZDSYS20140509172959981,JCYJ20130402145002430);Chinese Postdoctoral Science Foundation(2012M520267).Corresponding author:SU Fang-yuan,Associate Professor,E-mail:su.fangyuan@sz.tsinghua.edu.cnAuthor introduction:LI Yong,Master Student.E-mail:liyong815@163.com1前言电动汽车、规模化储能及电动工具等新型应用领域的兴起对锂离子电池的性能提出了更高要求[1]。

为了保证快速能量存储的性能,锂离子电池电极必须兼具良好的电子导电性和离子传导性。

然第30卷第2期2015年4月新型炭材料NEW CARBON MATERIALSVol.30No.2Apr.2015而常用的锂离子电池正极材料(钴酸锂、锰酸锂及磷酸铁锂等)和负极材料(钛酸锂等)都具有较低的电子导通特性,严重制约了锂离子电池材料的容量发挥。

为了提高倍率和循环性能,锂离子电池电极需要添加导电剂以构建有效的导电网络[2]。

然而过多添加不参与能量存储的导电剂会降低电极的能量密度,因此需要寻求添加量较少的高效导电添加剂[3]。

石墨烯纳米片(GN)是高导电率的二维柔性材料,在能源领域已被广泛研究[4-7]。

笔者所在课题组较早开展了石墨烯作为LiFePO4正极材料导电剂的应用研究,提出了石墨烯与正极材料颗粒的“点-面”接触导电模型,证明石墨烯是一种高效的锂离子电池导电剂;同时发现用于商品化电池时,石墨烯的存在对锂离子传输过程产生一定的阻碍,在大倍率下充放电时性能迅速降低[2,8]。

Zhang等通过探究石墨烯导电剂在钛酸锂负极中的作用,同样发现过多的GN将阻碍锂离子的传输过程[9]。

为了解决该问题,本课题组在商品化电池中使用石墨烯与炭黑共混作为二元导电剂,减少石墨烯用量,在改善电池功率性能的同时并发现了二者的协同作用,同时使用质量分数1%石墨烯和1%炭黑的电池时不论在输出电压还是容量性能都优于使用2%石墨烯的电池[8]。

Jiang等采用不同比例石墨烯与炭黑(CB)作为锰酸锂的二元导电剂,也发现能更加有效地构建导电网络[10]。

目前文献报道的石墨烯/炭黑二元导电剂都是在电极制备过程中通过物理混合而成,难以保证二者的良好分散与接触。

为了进一步提高导电效果,笔者将二元导电剂中的石墨烯/炭黑在电极制备之前通过化学作用结合到一起,利用水热自组装方法制备新型杂化材料作为锂离子电池正极二元导电剂,考察其对LiFePO4正极材料倍率性能的提升作用。

2实验2.1材料制备采用改进的Hummers方法制备氧化石墨[11]。

将所制氧化石墨与去离子水1ʒ1质量比强超声分散(细胞粉碎机,功率300W)2h,形成氧化石墨烯溶液,以氧化石墨烯与炭黑的质量比例(4ʒ1,8ʒ1,18ʒ1)加入炭黑,为了增加炭黑的分散性,同时加入表面活性剂CTAB,超声分散2h,制备出氧化石墨烯/炭黑的均匀混合液。

移入100mL水热反应釜中180ħ反应12h,过滤后冷冻干燥,分别在300ħ和900ħ氩气气氛下进行热处理2h,所得样品即为石墨烯/炭黑杂化材料。

对所得的材料通过质量比和热处理温度进行标记,如4GN/CB-300表示水热前氧化石墨烯与炭黑的质量比为4ʒ1,随后经300ħ热处理的样品。

2.2表征方法采用X射线衍射(XRD,日本理学RigakuD/ max2500Cu靶衍射仪,测试电流100mA,电压40kV,扫描速度5ʎ/min)对样品进行结构表征,采用扫描电子显微镜(SEM,日本日立Ultra-highRes-olution SEM S-4800HITACH S4800,测试电压为10kV)和透射电子显微镜(TEM,日本电子株式会社JEOL-2011,测试电压为200kV)对样品进行形貌分析表征。

2.3电池组装与测试采用LiFePO4(深圳德方纳米公司)作为活性物质,聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂,将各种导电剂、LiFePO4及粘结剂加入N-甲基吡咯烷酮(NMP),超声、搅拌分散后得到均匀电池浆料。

为了避免PVDF对电池测试结果的影响,PVDF的使用质量分数都固定为8%,导电剂添加量为5%和10%的电极中导电剂与LiFePO4的质量比分别为5ʒ87和10ʒ82。

将所得电池浆料使用涂膜器涂覆在铝箔上,涂覆间隙为90μm,80ħ真空中12h烘干后冲片称量,然后在氩气气氛下的手套箱中装配成CR2032型扣式电池。

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