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碘-石墨烯复合正极材料的电化学性能研究(2)

时间:2022-01-06 22:56来源:毕业论文
虽然锂碘电池优点众多,但是它也存在一些缺陷。大家众所周知的是锂碘电池的速率性能很差[3-4]。有研究表明,放电过程中形成的碘化锂会制约高速率下

    虽然锂碘电池优点众多,但是它也存在一些缺陷。大家众所周知的是锂碘电池的速率性能很差[3-4]。有研究表明,放电过程中形成的碘化锂会制约高速率下电池的放电性能。同时,产生的极化现象也严重影响了电池的性能。这些原因使得锂碘电池只能应用在低功率的元器件上。除此以外,锂碘电池中的碘易挥发,热稳定也不是很好;正极碘分散不均匀,材料的利用率低下;正极碘还容易溶解于电解液,形成不可逆的碘化锂等等一些问题都有待解决。本文中,我们将石墨烯与碘混合制备复合材料,来改善锂碘电池存在的问题。

    石墨烯是一种由石墨制备而来的新型碳材料,它具有单层碳结构,其上下两表面都可以用来储存离子,它本身就是一种理想的电池正极材料[5]。另外因为石墨烯具有很好的导电性跟机械性能,它也经常用于与其他正极材料复合使用,以改善电极的性能[6]。

    石墨烯本身具有特殊原子和电子结构,因此应用到锂离子电池复合正极它具有以下一些特点:

1、石墨烯拥有良好的导电和导热性能,具备优良的电子传输通道,由于其优良的导热性,这就确保在使用的过程中,它能够保持稳定;

2、石墨烯的片层间距大于石墨,这有利于锂离子在片层之间扩散传输,因而石墨烯正极材料不仅具有优良的电子和离子传输通道,而且也有利于提高锂离子电池的功率性能;

3、石墨烯不仅上下表面可以储存锂离子,并且通过在制备的过程中引入缺陷、边缘悬挂等键来储存锂离子,大大提高了电池的电容量;

因此,制备碘-石墨烯作为复合正极材料用于锂离子电池可以有效地解决碘正极现有存在的一些问题。石墨烯骨架结构稳定,可以有效地抑制电化学过程中的结构应力,提高复合材料的循环稳定性[7]。石墨烯呈现网状结构,这样就能起到导电网络的作用,这有利于提高电子迁移速率,改善材料的倍率性能[8]。最重要的石墨烯对碘进行包裹后,可以有效的限制碘的溶解,提高其循环稳定性。

二、实验部分

2。1。碘-石墨烯复合材料的制备

   用分析天平称取质量比为1:1和2:1的碘和石墨烯样品放入坩埚中,加5ml分析醇溶解混匀,然后转移到反应釜中,放置在100摄氏度的烘箱中水热釜加热4h。待反应釜冷却至室温后,将剩余溶液倒入试管中离心。将得到的沉淀先用蒸馏水洗涤三次后,再用分析醇洗涤三次。最后将洗净的溶液倒入烧杯中,于80摄氏度烘箱中烘干即可。所得样品用电镜扫描表征形貌。

2。2。制备电极片

   称取总质量为25mg的样品、导电C、粘结剂PTFE(聚四氟乙烯),其比列为7:2:1。将混合样品置于坩埚中,加适量分析醇溶解,搅拌混匀,待样品呈现粘稠状时,将其转移到钢板上进行擀片,制备直径为8mm的圆形电极片。(注:制得的电极片需质轻,表面无孔。)

表1。 电极片参数来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

倍率(C) I:rGo 电极片质量(mg) 活性物质量(mg)

0。5 1:1 2。23 0。7805

0。5 2:1 2。47 0。8645

2 1:1 2。89 1。0415 碘-石墨烯复合正极材料的电化学性能研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_88132.html

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