一步水热法制备三维石墨烯/Fe_3O_4复合材料及其储锂性能摘要
Fe_3O_4作为锂离子电池负极材料,在充放电时体积变化较大,导致其容量衰减严重。目前,碳包覆是解决这个问题的主要方式之一。本工作以氧化石墨烯(GO)和Fe~(2+)为原料,用一步水热法合成了三维石墨烯片包覆Fe_3O_4纳米颗粒3DG@Fe_3O_4复合材料。使用傅里叶红外光谱(FT-IR)仪、热重分析(TGA)仪、X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱(Raman)仪、扫描电子显微镜(SEM)对复合物进行表征,研究结果表明,复合材料呈现石墨烯(G)片包覆Fe_3O_4纳米颗粒的三明治结构。同时采用了恒流充放电(GCPL)、循环伏安(CV)以及交流阻抗(EIS)等电化学测试方法,着重研究了Fe_3O_4含量对其电化学性能的影响,Fe_3O_4质量分数为83.2%的3DG@Fe_3O_4-2电极具有最高的比容量和循环性能,在0.1 A/g的电流密度下的首次放电比容量为1412.33 mAh/g,循环100次后的放电比容量为577 mAh/g,是纯Fe_3O_4电极材料经历100次循环后的6.5倍。一步水热合成方法具有操作简单、合成条件温和及无需额外添加还原剂等优点;制备的复合电极相比纯Fe_3O_4具有电极容量高、循环稳定性能好的优势,有助于推动Fe_3O_4基负极材料在电化学领域中的应用。
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