硅酸盐学报

热还原氧化石墨的可逆储钠性能

作者：董伟1 2 3 杨绍斌1 梁冰3 沈丁1 吴秀琳4

单位：1. 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新 123000 2. 辽宁工程技术大学煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新 123000 3. 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新 123000 4. 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新 123000

关键词：钠离子电池氧化石墨负极材料电化学性能

分类号：O646

出版年,卷(期):页码：2018,46(5):0-0

DOI：

摘要：

采用改进的Hummers方法制备氧化石墨(GO)，然后通过热处理方法制备还原氧化石墨(RGO)，并分析测试了其结构及储钠性能。结果表明：随着热处理温度升高，与GO相比，RGO的体积膨胀，X射线衍射峰强度降低、层间距减小，结构无序度增加；RGO的首次可逆容量呈现先增大后减小的趋势，在400 ℃出现最大值为181.6 mAh/g。

基金项目：

基金项目：国家自然科学基金项目(51274119)；辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心开放基金资助课题。

作者简介：

第一作者：董伟(1986—)，男，博士。

参考文献：

[1] WINTER M, BRODD R. What are batteries, fuel cells, and super capacitors[J]. Chem Rev, 2004, 104(10): 4245–4270.

[2] DUNN B, KAMATH H, TARASCON J. Electrical energy storage for the grid: a battery of choices[J]. Science, 2011, 334(6058): 928–935.

[3] 胡彬. 钛基钠离子电池负极材料制备与性能研究[D]. 上海交通大学, 2014.

[4] 李慧, 吴川, 吴锋, 等. 钠离子电池:储能电池的一种新选择[J]. 化学学报, 2014(1): 21–29.

LI H, WU C, WU F, et al. Acta Chim Sin, 2014(1): 21–29.

[5] ARMAND M, TARASCON J. Building better batteries[J]. Nature, 2008, 451(7179): 652–657.

[6] SONG L, LI X, WANG Z, et al. Finite element analysis and thermal behavior of lithium ion cells during charge-discharge process[J]. J Funct Mater, 2013, 8(44): 1153–1158.

[7] PALACÍN M. Recent advances in rechargeable battery materials: a chemist’s perspective[J]. Chem Soc Rev, 2009, 38(9): 2565–2575.

[8] LU Y, ZHANG S, LI Y, et al. Preparation and characterization of carbon-coated NaVPO4F as cathode material for rechargeable sodium-ion batteries[J]. J Power Sources, 2014, 247: 770–777.

[9] PAN H, HU Y, CHEN L. Room-temperature stationary sodium-ion batteries for large-scale electric energy storage[J]. Energy Environ Sci, 2013, 6(8): 2338–2360.

[10] PALOMARES V, CASAS-CABANAS M, CASTILLO-MARTÍNEZ E, et al. Update on Na-based battery materials. A growing research path[J]. Energy Environ Sci, 2013, 6(8): 2312–2337.

[11] 何菡娜, 王海燕, 唐有根, 等. 钠离子电池负极材料[J]. 化学进展, 2014(4): 572–581.

HE H, WANG H, TANG Y, et al. Prog Chem (in Chinese), 2014(4): 572–581.

[12] 金翼, 孙信, 余彦, 等. 钠离子储能电池关键材料[J]. 化学进展, 2014(4): 582–591.

JIN Y, SUN X, YU Y, et al. Prog Chem (in Chinese), 2014(4): 582–591.

[13] 钱江锋, 高学平, 杨汉西. 电化学储钠材料的研究进展[J]. 电化学, 2013(6): 523–529.

QIAN J, GAO X, YANG Hi. J Electrochem (in Chinese), 2013(6): 523–529.

[14] 许婧, 杨德志, 廖小珍, 等. 还原氧化石墨烯/TiO2复合材料在钠离子电池中的电化学性能[J]. 物理化学学报, 2015(5): 913–919.

XU J, YANG D, LIAO X, et al. Acta Phys-Chim Sin (in Chinese), 2015(5): 913–919.

[15] 黄宗令, 王丽平, 牟成旭, 等. 对苯二甲酸镁作为钠离子电池的有机负极材料[J]. 物理化学学报, 2014(10): 1787–1793.

HUANG Z, WANG L, MOU C, et al. Acta Phys-Chim Sin (in Chinese), 2014(10): 1787–1793.

[16] GE P, FOULETIER M. Electrochemical intercalation of sodium in graphite[J]. Solid State Ionics, 1988, 28: 1172–1175.

[17] STEVENS D, DAHN J. The mechanisms of lithium and sodium insertion in carbon materials[J]. J Electrochem Soc, 2001, 148(8): A803–A811.

[18] CHEVRIER V, CEDER G. Challenges for Na-ion negative electrodes[J]. J Electrochem Soc, 2011, 158(9): A1011–A1014.

[19] WANG Y, CHOU S, LIU H, et al. Reduced graphene oxide with superior cycling stability and rate capability for sodium storage[J]. Carbon, 2013, 57: 202–208.

[20] WEN Y, HE K, ZHU Y, et al. Expanded graphite as superior anode for sodium-ion batteries[J]. Nat Commun, 2014(5): 2003–2016.

[21] 陈军刚. 金属氧化物/氧化石墨烯及其还原产物纳米复合结构的制备与表征研究[D]. 西南科技大学, 2014.

[22] CASIRAGHI C, FERRARI A, ROBERTSON J. Raman spectroscopy of hydrogenated amorphous carbons[J]. J Phys Rev B, 2005, 72(8): 85401–85414.

[23] ACIK M, MATTEVI C, GONG C, et al. The role of intercalated water in multilayered graphene oxide[J]. ACS Nano, 2010, 4(10): 5861–5868.

[24] PONROUCH A, GOÑI A, PALACÍN M. High capacity hard carbon anodes for sodium ion batteries in additive free electrolyte[J]. Electrochem Commun, 2013, 27: 85–88.

[25] 杨勇辉, 孙红娟, 彭同江. 石墨烯的氧化还原法制备及结构表征[J]. 无机化学学报, 2010(11): 2083–2090.

YANG Y, SUN H, PENG T, et al. Chin J Inorg Chem (in Chinese), 2010(11): 2083–2090.

[26] 李玉峰. 细鳞片石墨膨胀机理的研究[D]. 西南石油大学, 2006.

[27] TANG K, FU L, WHITE R, et al. Hollow carbon nanospheres with superior rate capability for sodium-ion batteries[J]. Adv Energy Mater, 2012(2): 873–7.

[28] WANG Y, CHOU S, LIU H, et al. Reduced graphene oxide with superior cycling stability and rate capability for sodium storage[J]. Carbon, 2013, 57: 202–208.

[29] CAO Y, XIAO L, SUSHKO M, et al. Sodium ion insertion in hollow carbon nanowires for battery applications[J]. Nano Lett, 2012, 12(7): 3783–3787.

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