石墨烯/炭气凝胶正极材料制备及电化学性能文献综述
2020-05-02 17:59:25
文 献 综 述 1 引言 随着经济的发展和科技的不断进步,环境污染和能源紧缺等问题已经成为目前全球关注的焦点。
化石燃料的过度消耗以及随之增长的能源需求,使得清洁能源的开发和利用变得越发迫切。
因此,绿色电化学储能及转换装置的研究与开发已成为相关领域的重点方向。
作为一种新型锂电池,锂硫电池因其高理论比容量(1673 mAh/g),是传统锂离子电池的4倍左右而受到国内外广泛的关注。
但是在锂硫电池的工作过程中,硫单质正极导电性差,硫离子电导率低且在充放电时,可溶性的锂硫化合物极易从正极溶出,导致锂硫电池循环性能较差[1]。
炭基气凝胶由于其良好的导电性,以及对正极活性物质的较好吸附作用而被认为是一种极具前景的锂硫电池正极材料,引起了人们的广泛关注[2,3]。
本文主要对石墨烯/炭复合气凝胶及其在电化学领域的应用进行了综述。
2 石墨烯/炭复合气凝胶材料 2.1 概述 石墨烯(Graphene)作为一种碳的同素异形二维材料,自2004年被英国化学家AndreGeim和Novoselov通过机械剥离法合成以来[4],一直是诸多领域研究的热点材料。
石墨烯中的碳原子通过sp2杂化连接,以碳六元环为基本单元形成稳定的片层结构,厚度仅0.35 nm,是最为理想的二维纳米材料之一[5],所以这样特殊的组成与结构也赋予了石墨烯独特的性能,比如高电子迁移率(15000 cm2V-1#8901;s-1),大理论比表面积 (2630 m2/g),高热导率(5000 W#8901;m#8722;1#8901;K#8722;1)以及高透明度等。
利用这些独特的性质,石墨烯在电子、信息、能源、光学、生物医药等领域都得到了应用,被誉为21世纪的”新星材料”。
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