联系我们  |  网站地图  |  English   |  移动版  |  中国科学院 |ARP
站内搜索:
首页 简介 管理部门 科研部门 支撑部门 研究队伍 科研成果 成果转化 研究生教育 党建与创新文化 科普 信息公开 办公内网
科技信息
Low-cost wearables manuf...
Researchers develop 3-D-...
硫化钴能用来制作超级电容
青岛能源所在石墨炔能源存...
二维非铅钙钛矿动力学机理...
Scientists fine-tune sys...
Amorphous diamond synthe...
化学耦合的硫化镍和碳空心...
全无机钙钛矿光电探测器动...
科研人员提出纳米催化医学...
Newly-discovered semicon...
Molecular nanoparticles ...
碳纳米点固态高效发光新方法
基于甲胺气体的钙钛矿薄膜...
新型镁电池可使储能技术更...
现在位置:首页>新闻动态>科技信息
高质量石墨烯微花电极材料
2017-07-21 08:52:47 | 编辑: | 【 【打印】【关闭】

  浙江大学高分子系高超教授团队针对高质量石墨烯设计中的关键参数“缺陷度、堆叠度、片层连续度”,提出了一种可量化生产高质量石墨烯粉体的方法:以商业化的氧化石墨烯溶液为原料,通过喷雾干燥-高温还原两步法即可完成高质量石墨烯微花的制备。使用商业化的氧化石墨烯为原料不仅保证其低廉的成本和公斤级的生产能力,也保证了石墨烯微花在亚微米级尺寸的连续性。高温热还原修复了石墨烯原子晶格中的缺陷,有效提高了材料的电导率。而石墨烯微花中的纳米级褶皱抑制了高温还原带来的片层重新堆叠的效应,最终形成了平均四层的寡层乱堆叠石墨烯结构。与致密的多层AB堆叠石墨结构相比,这种寡层堆叠结构非常有利于电解质的浸润和活性物质的均匀分布。与目前常用于提高石墨烯基电极性能的杂原子掺杂方法相比,该种无缺陷石墨烯的制备方法在可控性和重复性上更有优势。此外作为一种粉体材料,这种石墨烯微花可直接采用传统的商业化电极涂覆工艺,有利于将来的大规模电池装配。   

 

  当应用于锂硫电池时,高质量的石墨烯微花-硫复合物的电化学性能超出常用石墨烯-硫复合物,最高达到5.2mAhcm-2的面积比容量。这是因为石墨烯晶格的修复大幅提高了材料的电导率,从而更好地发挥不导电的活性物质硫的容量。同时石墨烯微花中寡层堆叠的石墨烯片可有效促进纳米级硫颗粒在石墨烯片上的均匀分布;其独特的褶皱结构可起到抑制聚硫离子溶解的作用,从而有效提高硫正极的容量及保持率。

  当用作铝离子电池的正极时,高质量的石墨烯微花粉末同样表现出优异的电化学性能,超出同类石墨/石墨烯基粉末及块体材料:在0.1-20Ag-1的电流密度下,正极比容量稳定维持在100mAhg-1左右;可在18秒内充满电,循环5000次后没有容量损失。这些优异的电化学性能均得益于高质量石墨烯设计中的关键参数:无缺陷的石墨烯晶格提供了更多的活性位点和更高的电导率,寡层堆叠的石墨烯结构有利于电解液的浸润和离子传输,而亚微米级二维连续的石墨烯片降低了电极电阻。相关研究工作已发表在Advanced Energy Materials(DOI: 10.1002/aenm.201700051)上。

  

  来源: http://www.matinfo.com.cn/mat2005/xiangmu/newsshow.asp?id=81735 

版权所有 中国科学院上海硅酸盐研究所 沪ICP备05005480号
长宁园区地址:上海市长宁区定西路1295号 电话:86-21-52412990 传真:86-21-52413903 邮编:200050
嘉定园区地址:上海市嘉定区和硕路585号  电话:86-21-69906002 传真:86-21-69906700 邮编:201899