高結晶度片狀鈦酸鋰/石墨烯復合材料的可控制備及其電化學性能

董海勇，　賀艷兵，　李寶華，　康飛宇

(清華大學深圳研究生院 深圳炭功能材料工程實驗室，廣東 深圳518055)

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高結晶度片狀鈦酸鋰/石墨烯復合材料的可控制備及其電化學性能

董海勇，賀艷兵，李寶華，康飛宇

(清華大學深圳研究生院 深圳炭功能材料工程實驗室，廣東 深圳518055)

摘要：以氧化石墨烯為模板劑，N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，通過溶劑熱法制備高結晶度、片狀結構鈦酸鋰/石墨烯復合電極材料(NMP-LTO/G)。與未添加氧化石墨烯的樣品NMP-LTO相比，樣品NMP-LTO/G的片狀結構更好，結晶性與電化學性能明顯提高。討論氧化石墨烯作為模板劑的作用機理；基于雙親性結構特征和表面活性劑的特點，在復合材料制備過程中，氧化石墨烯與堿性條件、有機溶劑等產生協同作用，有利于高結晶度片狀結構NMP-LTO/G復合材料形成。

關鍵詞：鈦酸鋰； 石墨烯； 模板劑； 片狀形貌； 高結晶性

1前言

當前社會對可再生能源的需求快速增長，特別是風能及太陽能發電技術發展迅速，這些能源的周期性和不穩定性要求高效率和長壽命的儲能系統；而鋰離子電池具有比能量高、效率高及使用壽命長的特點，成為儲能領域關注的焦點。另外，混合動力車(HEV)等動力電源要求高比功率和比能量、長循環壽命和高安全性的蓄電池，鋰離子電池同樣是HEV的理想電源之一[1, 2]。商業化應用的鋰離子電池所使用的石墨類碳負極材料雖然在電池充放電時可逆嵌脫鋰的性能很好，但由于它的電極電位接近金屬鋰的電極電位，在電池過充電的條件下容易在碳電極表面析出金屬鋰導致電池短路，因此石墨類負極材料鋰離子電池存在較大的安全隱患[3-5]?！?br>