化学镀制备纳米银-石墨烯复合材料及其电化学性能

以葡萄糖为还原剂,采用化学镀原位合成纳米银-石墨烯复合材料(Ag/GR),通过X射线衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对材料的结构形态进行表征分析。结果表明,石墨烯表面银的负载形态为预期的单质状态,AgNPs平均粒径约为21 nm。同时,利用循环伏安法(CV)、交流阻抗谱(EIS)、线性伏安扫描法(LSV)和差分脉冲伏安法(DPV)对抗坏血酸(AA)在Ag/GR/GCE电化学传感器上的电化学响应进行研究。电化学测试结果表明,Ag/GR复合材料具有最高的响应电化学信号212.9μA和最低的电荷转移电阻90.5Ω,峰值电流约为石墨烯电极(110μA)的2倍和玻碳电极(42.5μA)的5倍,AgNPs与石墨烯具有良好的协同作用,对AA具有明显的电催化活性。AA的阳极峰电流在5-120μmol/L浓度范围内线性增加。然而,AA的阳极峰电流与浓度范围为50-120μmol/L的自然对数高度相关,检测限为0.06μmol/L。

利用微量碳纳米管与石墨烯协同包覆提高LiCoO_(2)正极材料的性能

采用高温固相法制备钴酸锂(LiCoO_(2))正极材料,将碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)与LiCoO_(2)超声分散,经喷雾干燥和高温还原后,氧化石墨烯被还原成石墨烯(GR),最终得到均匀分散的碳纳米管/石墨烯/钴酸锂(CNTs/GR/LiCoO_(2))复合正极材料。实验采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学测试等方法,对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。实验结果表明,碳纳米管与石墨烯交替分散在LiCoO_(2)颗粒表面,形成三维分层纳米级导电网络,能有效防止复合材料的团聚,与纯LiCoO_(2)、GR/LiCoO_(2)、CNTs/LiCoO_(2)相比,CNTs/GR/LiCoO_(2)复合材料表现出更优异的电化学性能,在0.5C时放电比容量为171.28 mAh/g,循环100次后放电比容量为154.50 mAh/g,容量保持率为90.24%,5C大倍率下放电比容量达到143.60 mAh/g。

微量CNTs包覆对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料电化学性能的影响

利用高温固相法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,通过混酸处理和离心过滤CNTs以得到单壁碳纳米管(SWCNTs),再添加分散剂二甲基甲酰胺(DMF)后与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2混合,利用超声分散与喷雾干燥法将不同量的CNTs均匀包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的表面。CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料通过SEM、XRD以及电化学测试系统进行表征和测试。结果表明CNTs包覆量为0.5%(质量分数)的CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料性能最佳。在0.1,5C下的首次放电比容量分别为215.59,175.78mAh·g^-1。在0.1C下充电、大倍率5C下放电,CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料仍能保持首次放电容量的81.54%,比纯的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2提高了10.48%。在1C倍率下循环100次其容量保持率可达93.02%,比纯的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2提升了15.42%。

微量石墨烯包覆钴酸锂的制备与电化学性能

通过改性Hummers法制备少层氧化石墨烯,取微量氧化石墨烯与高温固相法制得的LiCoO2复合,经高温还原干燥处理形成石墨烯/LiCoO2复合正极材料。实验通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学测试等方法,研究材料的结构、形貌和电化学性能。制备的还原氧化石墨烯能有效包覆LiCoO2晶体颗粒团,减少LiCoO2与电解液的直接接触,与LiCoO2颗粒形成三维纳米级导电网络,并显著提高导电性。电化学实验表明:通过石墨烯的包覆,石墨烯/LiCoO2复合材料在0.1 C下,放电比容量达到162.56 mAh/g,并且在1 C下循环100次后,放电比容量由160.2 mAh/g衰减至152.8 mAh/g,而5 C下,石墨烯/LiCoO2复合材料的放电比容量为122.37mAh/g。