眾所周知,鋰電池負(fù)極材料石墨烯雖然具有高比容量和高充放電速率,但也易形成SEI膜,且易堆積,存在無(wú)電壓平臺(tái)及電壓滯后的缺點(diǎn)。那我們應(yīng)該如何改進(jìn)它的不足之處,且發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)呢?
1.石墨烯與過(guò)渡金屬氧化物復(fù)合
由于過(guò)渡金屬氧化物的低電導(dǎo)率及會(huì)有體積效應(yīng)產(chǎn)生,因此其作為動(dòng)力電池負(fù)極材料性能必將不理想。如果石墨烯添加過(guò)渡金屬氧化物(氧化鈷、氧化鎢、氧化鉬等),那么它們各自的優(yōu)勢(shì)剛好能彌補(bǔ)對(duì)方的不足,復(fù)合成較為理想的負(fù)極材料。其優(yōu)點(diǎn)如下:
1)石墨烯能有效地防止過(guò)渡金屬氧化物在循環(huán)過(guò)程中的團(tuán)聚;
2)石墨烯可提高過(guò)渡金屬氧化物材料的電導(dǎo)率,從而維持負(fù)極材料的穩(wěn)定;
3)過(guò)渡金屬氧化物的加入,可以保持石墨烯材料的高比表面積,儲(chǔ)鋰空間不會(huì)減小
4)以石墨烯與氧化鈷復(fù)合材料為例,減小氧化鈷的尺寸或?qū)κ┻M(jìn)行雜原子摻雜可有效提高該類(lèi)材料的電化學(xué)性能。
5)往泡沫狀石墨烯加入MnO2材料制成電極,避免粘結(jié)劑、集流體的使用影響材料的導(dǎo)電性及容量性能。
2.石墨烯與硅基、錫基材料復(fù)合
硅基、錫基材料具有較高的比容量,但在循環(huán)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生體積效應(yīng),電極材料易粉化。如果在石墨烯添加SnO2材料制成電極,不僅能有效地解決體積膨脹而且可以提高材料的導(dǎo)電性。或者石墨烯引入硅基材料制成復(fù)合負(fù)極材料,將會(huì)具有高容量及較好的循環(huán)性能。
研究表明,石墨烯通過(guò)表面修飾后可以更好地被應(yīng)用在儲(chǔ)能領(lǐng)域。