眾所周知,鋰電池負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,存在無電壓平臺及電壓滯后的缺點。那我們應(yīng)該如何改進它的不足之處,且發(fā)揮的優(yōu)勢呢?
1.石墨烯與過渡金屬氧化物復合
由于過渡金屬氧化物的低電導率及會有體積效應(yīng)產(chǎn)生,因此其作為動力電池負極材料性能必將不理想。如果石墨烯添加過渡金屬氧化物(氧化鈷、氧化鎢、氧化鉬等),那么它們各自的優(yōu)勢剛好能彌補對方的不足,復合成較為理想的負極材料。其優(yōu)點如下:
1)石墨烯能有效地防止過渡金屬氧化物在循環(huán)過程中的團聚;
2)石墨烯可提高過渡金屬氧化物材料的電導率,從而維持負極材料的穩(wěn)定;
3)過渡金屬氧化物的加入,可以保持石墨烯材料的高比表面積,儲鋰空間不會減小
4)以石墨烯與氧化鈷復合材料為例,減小氧化鈷的尺寸或?qū)κ┻M行雜原子摻雜可有效提高該類材料的電化學性能。
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電性及容量性能。
2.石墨烯與硅基、錫基材料復合
硅基、錫基材料具有較高的比容量,但在循環(huán)過程中會產(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電性?;蛘呤┮牍杌牧现瞥蓮秃县摌O材料,將會具有高容量及較好的循環(huán)性能。
研究表明,石墨烯通過表面修飾后可以更好地被應(yīng)用在儲能領(lǐng)域。