石墨烯在锂电池中的应用研究剖析.doc

LUOYANG NORMAL UNIVERSITY 2015届本科毕业论文 石墨烯在锂离子电池材料中的应用研究 院（系）名称 化学化工学院 专 业 名 称 化学工程与工艺 学生姓名 雷丙丽 学号 110644058 指导教师 刘丰讲师 完 成 时 间 2015年04月 石墨烯在锂离子电池材料中的应用研究 摘 要：石墨烯是单原子层的石墨材料，电学、热学、力学等具有独特的构和优良的能具有较高的电导率、超大的比表面积、高的化学稳定性等优良的化学和物理特性，在锂离子电池材料中的研究引起了人们的广泛关注。文章综述了石墨烯的制备工艺改性方法，介绍了石墨烯作为锂离子电池材料的最新研究进展，分析了石墨烯各制备和改性方法对电池材料的影响，并对石墨烯在锂离子电池材料应用的发展趋势进行了展望。 关键词：石墨烯；锂离子电池材料；电化学 The application of graphene in lithiumion battery materials research Abstract：Graphene is a single atomic layer close packing of a kind of special graphite material, such as electrical, thermal and mechanical aspects has unique structure and excellent performance, can play its important role. Because of properties of high electrical conductivity, large surface area, and chemical stability, graphene holds great promising for potential applications in electrode materials for lithium-ion battery, it is in the lithium-ion battery materials research has attracted widespread attention. Article summarizes the modification of graphene and graphene is introduced as a new research progress of the lithium-ion battery materials, graphene is analyzed the influence of the preparation and applications of graphene in lithium-ion battery material development trend is prospected. Keywords：graphene; the modification of graphene; lithium—ion battery material 1 引言 近年来，为了进一步实现可持续发展，锂离子电池受关注，世界各国开始对环保的可再生新能源的和开发投入了非常大的科技技术和资金，而新能源材料的开发一直是能源研究领域的热点。近几年来，电子产业的发展非常迅速，电子产品的功能，手机、电脑等对电池的性能要求越来越高。然仅随着电动车汽车等新能源产业的迅速发展，二次电池的开发迫在眉睫。未来锂离子电池也可能作为电动汽车的动力电源系统之一因，开发安全性、能量密度的锂离子电池材料。 锂离子电池能量密度大、无记忆效应、无污染、使用寿命长以及自放电率小，是环保电池，并呈现出快速发展的势态[1]。在1970年前后，随着对嵌入化合物的研究，人们发现锂离子可在TiS2和MoS2等嵌入化合物的晶格中嵌入或脱出。1983年，首次建立了碳/石墨材料为负极以金属锂为正极的锂离子电池体系[2]。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态放电时则相反。碳/石墨材料是商业化使用的负极材料，其来源丰富、、但因新型的负极材料以锂离子电池。2004年，英国曼彻斯特大学安德烈-海姆教授和他的同事们[3]微机械力石墨上剥离出石墨烯碳层。石墨烯构和，研究，其中石墨烯在锂离子电池电极材料中的应用也得到了关注。 2 石墨烯的结构与制备 2.1 石墨烯的结构 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料单层石墨烯中碳原子周期性排列于石墨烯平面内以六元环