锂电池负极材料ZnO/石墨烯电化学性能研究(3)

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2.2.5溶胶-凝胶法

邵强等人[12]采用溶胶-凝胶法制备石墨烯复合材料。基本实验步骤为先将40mgGO加入60ml去离子水中，超声波分散1h，得到均匀的悬浊液。再将悬浊液转入三颈烧瓶中，加入0.5ml水合肼溶液，在80℃搅拌24h，得到黑色絮状沉淀。然后在超声条件下缓慢加入RuCl3•3H2O，剧烈搅拌30min，调节pH至7，加热至120℃，回流6h。反应停止后减压抽滤，用高纯水和污水乙醇洗涤。产物在150℃下加热脱水15h即制得二氧化钌／石墨烯复合材料。

2.2.6原位还原法

张译文等人[13]用氧化还原法制备石墨烯并磨成粉。加入去离子水超声处理1小时后获得石墨烯悬浊液。实验步骤为先将NiCl2•6H2O溶解在去离子水中，加入石墨烯悬浊液，混合搅拌25min，然后用NaOH溶液调节pH至11，加入N2H4•H2O，超声处理10分钟后转入三口烧瓶中，45℃加热25min，再升温至100℃回流8h，反应结束自然冷却后用去离子水和乙醇洗涤，将最终产物放在55℃的真空干燥箱中干燥24h，即可得到镍/石墨烯复合材料。

2.2.7非金属单质/GE复合材料

李娜等人[14]采用先原位复合后还原的方法制备S/石墨烯复合电极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电镜分析等测试手段表征复合材料的微观结构和表面形态, 发现石墨烯将硫部分包覆, 且石墨烯的褶皱可作为电子传递的孔道。

2.3石墨烯复合材料的应用

雷达石墨烯由于其特殊结构而具有的独特性质，使其在复合材料的研究中具有重要的地位和作用，石墨烯可以与锡基、硅基和过度金属氧化物复合，可以提高电极性能从而制得性能更好的锂离子电池电极或超级电容器。

此外，石墨烯在无机类GE复合材料、聚合类GE复合材料等方面有重要的作用，纳米石墨烯复合材料在生物医药、电子器件、微波吸收、传感器以及电极材料等方面独特的应用优势。

2.4前景展望

对于石墨烯复合材料，一方面，要发展新的制备技术，将现有的技术与其他高新技术相融合；研究适合工业生产的制备方法、完善反应机理、改良工艺技术；另一方面，将研究石墨烯复合材料的制备热潮转向石墨烯复合材料的实际应用以及市场的开发。

3 ZnO负极材料的合成及表征

3.1 仪器及设备

78HW-3恒温磁力搅拌器（杭州仪表电机有限公司），管式电阻炉（上海实验电炉厂），DZF-6050型真空干燥箱（上海精宏实验设备有限公司），Braun LAB star真空手套箱（德国布鲁克公司）， Thermo ARL SCINTAG X‘TRA型X射线衍射分析仪（XRD）， CT2001A型LAND电池测试系统。

3.2 药品及试剂

所用药品及试剂如未经特殊说明，均为分析纯。ZnCl2、浓氨水、石墨粉（300目，Aladdin公司）、1-甲基-2-吡咯烷酮、1mol·L-1的LiPF6-EC/DMC(体积比1：1，电池级，张家港国泰华荣有限公司)、乙炔黑（杉杉科技有限公司）、聚偏氟乙烯（PVDF，Aldrich公司）。

3.3 石墨烯的制备

3.3.1酸处理石墨的制备

称取10g石墨粉于500ml的烧杯中，加入200ml浓硫酸（98%）混合，将烧杯置于冰水浴中磁力搅拌35min；缓慢加入35g高锰酸钾，搅拌均匀后移入45℃水浴中恒温反应120min；用蒸馏水洗至中性，抽滤后放入真空干燥箱60℃干燥，得到酸处理石墨。试实验中，加入高锰酸钾时溶液变粘稠，溶液温度有一定升高，颜色由黑色逐渐变为墨绿色，45℃反应结束后，加水溶液颜色变为黄褐色，放出大量的热。