石墨烯在锂离子电池中的应用.ppt

1、石墨烯在锂离子电池中的应用,2020/7/21,学生姓名 贾凯洋,指导教师 杨贵进,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,西北师范大学物理与电子工程学院,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,目 录,选题背景 石墨烯的制备和性质 石墨烯在锂离子电池中的应用 石墨烯在锂离子电池中应用的总结及前景 展望,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,2020/7/21,选题背景,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,图1 锂离子电池工作原理示意图,锂离子电池工作原理,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,锂离子电池的应用,2020/7/21,物理

2、与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯的制备和性质,图2 电子显微镜下观测的石墨烯片（a）；石墨烯结构示意图（b）,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯的制备,微机械剥离法 利用氧等离子束对高取向热解石墨表面进行刻蚀，然后将其压在氧 化硅/硅衬底上，用透明胶带反复胶粘撕裂剥离，将衬底用丙酮超声，就 得到了单层的石墨烯。 2. 氧化石墨还原法 将天然鳞片石墨用无极强氧化性酸处理后，再以强氧化剂如KMnO4、 KClO4 等对其氧化，将得到的氧化石墨在溶液中超声剥离，即可形成稳定 的石墨烯氧化物的分散液，然后将其还原即可制得石墨烯。 3. 化学气象沉积法 将基底置于可

3、分解的碳源气体中，在 N2 或 Ar/H2 保护下，通过高温 退火使碳原子沉积在基底上形成石墨烯，再通过化学腐蚀移除基底就得 到石墨烯。 4. 外延生长法 通过加热 6H-SiC 晶体，在（001）单晶面上生长出石墨烯片层。,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯的性质,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯作为锂离子电池负极材料的电化学性能,图3 天然石墨(a)和石墨烯(b)电极前3次充放电曲线,图4.天然石墨(a)和石墨烯(b)电极循环伏安曲线,图5.天然石墨(a)和石墨烯(b)电极的循环性能曲线,2020/7/21,物理与电子工程学院本

4、科生毕业论文答辩,氮掺杂石墨烯作为锂离子电池负极材料,图6 氮掺杂石墨烯的SEM图(a)和TEM图(b),图7 氮掺杂石墨烯电极前3次充放电曲线,图8 天然石墨(a)、石墨烯(b)和氮掺杂石墨烯(c)电极循环性能曲线,图9 氮掺杂石墨烯电极倍率性能,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯做锂离子电池负极材料的问题,制备过程石墨烯片层极易堆积 石墨烯首次充放电库伦效率低 石墨烯循环性能差 石墨烯的其他问题,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯/锰氧化物复合材料,图10. 锰氧化物/石墨烯复合电极的循环 伏安曲线3,3 高云雷,赵东林沈,曾民锰

5、氧化物/石墨烯复合材料作为锂离子 电池负极的研究功能材料,2012,11(43): 1446-1448,图11 锰氧化物/石墨烯复合电极前3次充放电曲线3,图12 锰氧化物/石墨烯复合电极循环性能和倍率性能曲线3,2020/7/21,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,石墨烯在锂离子电池正极材料中的应用,表1.石墨烯改性正极材料的简要制备方法,物理与电子工程学院本科生毕业论文答辩,2020/7/21,石墨烯在锂离子电池中应用的总结,首次库仑效率低 充放电平台较高,提供更多的活性位 很高的电导率 良好的机械强度、柔韧性、化学稳定性、很高 的比表面积 化学转化的石墨烯具有较大比例的官能团,不能替代传统石墨 作为负极材料使用,非常适合 作为复合 电极材料 的基底,缺陷,优势,致 谢,特别感谢西北师大物电学院每一位老师在我大学四年里给我的帮助与教导 特别感谢杨贵进在论文选题及写作方