锂离子电池用三维氧化锡/石墨烯水凝胶负极材料

摘要：

通过溶液水解反应在氧化石墨烯表面引入氧化锡(SnO2)纳米颗粒,再经过自组装作用形成具有三维结构的氧化锡/石墨烯水凝胶(SnO2-GH)负极材料.其中三维多孔的石墨烯水凝胶为碳质缓冲基体,SnO2纳米颗粒为活性物质,其颗粒尺寸为2-3 nm,均匀分布在石墨烯层上,担载量可以达到54％ (w,质量分数).直接将该材料用作锂离子电池负极时,在5000 mA· g-1的大电流密度下循环60次容量稳定在500 mAh·g-1,电流减小到50 mA· g-1循环80次后容量仍高达865 mAh·g-1.这些优异的循环稳定性和大电流充放电性能主要得益于三维石墨烯水凝胶的疏松、多孔结构和良好的导电性.石墨烯水凝胶能够提高电极比表面积,保证电解液对电极的浸润程度;内部空隙能够为锂离子的传输提供快速通道,缩短离子传输距离和时间.同时丰富的内部空间能够有效避免SnO2纳米颗粒团聚,缓冲SnO2巨大体积膨胀,维持电极结构的稳定性,是一种非常适于大电流充放电的锂离子电池负极材料.

关键词：石墨烯水凝胶、氧化锡、锂离子电池、负极、三维

所属期刊栏目：33

分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：The project was supported by the Shanghai Science and Technology Innovation Plan,China 15DZ1201001,16111106001.上海市科技创新行动计划15DZ1201001,16111106001

在线出版日期：2017-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：377-385