摘要
锂离子电池具有开路电压高、比能量高、使用寿命长、无记忆效应以及自放电率小等优点，目前已成为最重要的新能源之一。一方面，石墨烯的高电导率、超大的比表面积等特点，使其作为复合材料的基体用作锂离子电池负极材料具有突出优势；另一方面，金属氧化物具有很高的理论嵌锂容量。因此，本论文将石墨烯与金属氧化物复合，制备了Fe3O4/石墨烯二元复合材料以及SnO2–TiO2/石墨烯复合材料和MoO2–Fe3O4/石墨烯复合材料两种三元复合材料，对复合材料的形貌结构进行表征，并对其电化学性能进行测试。 通过一步水热法制备了Fe3O4/石墨烯纳米复合材料，以FeSO4和氧化石墨为原料，葡萄糖酸钠为辅助添加剂，经过水热过程，氧化石墨被还原为石墨烯，Fe以纳米Fe3O4的形式均匀分散在石墨烯片层上。设计合成的Fe3O4/石墨烯纳米复合材料在大电流密度下有很好的电化学性能，在500mAg?1电流密度下充放电时，其放电比容量和充电比容量分别为1456mAhg?1和739.9mAhg?1，而且循环200周之后，其充电比容量仍保持在698.3mAhg?1。 通过简单的回流方法制备了SnO2–TiO2/石墨烯复合材料，首先以SnCl2·2H2O和氧化石墨为原料回流一段时间后，再加入Ti(OC4H9)4反应，得到三元复合材料。该复合材料在100mAg?1的电流密度下充放循环100周之后，其充电比容量仍然保持在1159.4mAhg?1，表现出较高的可逆比容量和较长的循环寿命。 通过回流-水热法制备了MoO2–Fe3O4/石墨烯复合材料，以钼酸铵和氧化石墨为原料、抗坏血酸为还原剂，经过水热反应得到MoO2/石墨烯二元复合材料，然后将其与FeSO4水溶液混合加热回流，最终得到三元复合物。复合物中细小的MoO2纳米颗粒和Fe3O4纳米颗粒均匀分布在石墨烯片层上，在200mAg?1的电流密度下，充放循环100周之后该复合材料的充电比容量为1154.9mAhg?1，是首次充电比容量的125%。
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