編號：CYYJ02730
篇名：磺酸基修飾石墨烯復(fù)合材料的儲鈉性能研究
作者：吳乾鑫 劉磊 孫晉蒙 李一帆 劉宇航 杜洪方 艾偉 杜祝祝 王科
關(guān)鍵詞： 鈉離子電池 負(fù)極材料 石墨烯 磺酸鈉基團(tuán) 原位插層
機(jī)構(gòu)： 西北工業(yè)大學(xué)寧波研究院 西北工業(yè)大學(xué)柔性電子前沿科學(xué)中心 西北工業(yè)大學(xué)陜西柔性電子研究院&陜西生物醫(yī)學(xué)材料與工程研究院
摘要： 對石墨烯進(jìn)行功能化處理,可得到具有合適層間距和較高離子擴(kuò)散速率的理想石墨烯基電極材料,其作為鈉離子電池負(fù)極材料有著重要的應(yīng)用潛力。通過在石墨烯結(jié)構(gòu)中進(jìn)行原位插層反應(yīng),成功制備出聚對苯乙烯磺酸鈉(PSS)插層的石墨烯復(fù)合材料(PSS-rGO)。這種插層結(jié)構(gòu)是基于石墨烯的π電子可以與PSS結(jié)構(gòu)中的π電子相互作用,使得石墨烯層間距增大并抑制其堆積。同時,PSS中的磺酸鈉基團(tuán)可有效提高鈉離子擴(kuò)散速率,增強(qiáng)電極對鈉離子的吸附能力,從而提升鈉離子電池的循環(huán)性能。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)、拉曼光譜儀(Raman)、X射線光電子能譜儀(XPS)、電化學(xué)工作站和多通道電池綜合測試儀對樣品進(jìn)行測試分析。結(jié)果表明,PSS-rGO電極在5 A·g-1的電流密度下循環(huán)6000圈后容量可保持在256 mAh·g-1,單圈衰減率為0.003%,表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能。本研究為開發(fā)高比容、快速儲鈉以及長壽命的鈉離子電池負(fù)極材料提供了可行思路。
