氧化钨改进石墨烯负极材料不足

经几年研究,国内外材料科学家表示,将氧化钨颗粒与石墨烯负极材料进行复合制作成石墨烯基复合材料,改进纯石墨烯负极材料的不足。现在,该方法已经成为锂电池研究的热点和锂电负极材料发展的方向。

黄色氧化钨图片

相信业内的人员都知道,石墨烯具有几下优点:1、超大的比表面积(2630m2/g),可降低电池极化,减少能量损失;2、良好的导电与导热特性,即具备良好的电子传输通道和稳定性;3、片层尺度在微纳米量级,远小于体相石墨,不仅使得Li+在石墨烯片层之间的扩散距离缩短,而且有利于Li+的迁移,从而提高电池功率性能。

俗话说得好,万事没有十全十美的,总是缺一角。石墨烯负极材料也一样,存有不足的地方,包括:1、片层结构易坍塌,导致比表面积减少,储锂空间也随着降低;2、首次库伦效率低,由于大比表面积和丰富官能团的特点,致使电解质在石墨烯表面发生分解;3、初期容量衰减快。

锂电池图片

为了弥补石墨烯负极材料的不足,科学家采用过渡金属氧化钨作为互补材料,即为在石墨烯中添加氧化钨。所制得复合材料优点可归纳为:1)石墨烯可有效地避免氧化钨在充放电循环中的团聚;2)石墨烯可提高氧化钨材料的电导率,柔韧卷曲的片层结构可缓解循环过程中的体积膨胀,维持电极的稳定;3)氧化钨的加入,能避免了石墨烯片层间的堆积,保持高比表面积。

总之,氧化钨与石墨烯是一对不错的合作“伙伴”。

 

 

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