石墨烯/多孔碳基复合材料:设计合成及储能应用

发布时间：2021-09-28 03:11

　　石墨烯和多孔碳等碳材料在电化学储能领域得到了广泛的应用。具有协同效应的石墨烯/多孔碳基复合材料能够充分发挥出石墨烯和多孔碳自身的优势,作为储能设备的电极材料展现出了良好的电化学性能。综述了近几年来关于石墨烯与多孔碳的二元/三元复合材料的研究进展,主要从合成方法、碳前驱体、结构设计、构效关系以及在不同储能器件中的应用等几个方面进行了系统的阐述。最后对石墨烯/多孔碳基复合材料的研究方向进行了展望。 

【文章来源】：功能材料. 2020,51(11)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

2D碳纳米片的制备示意图

有序介孔碳/石墨烯气凝胶的TEM图

Zhu等[21]用甘蔗渣作为碳源,经过碳化和活化处理得到分级多孔碳,经水热处理后发现,石墨烯和多孔碳通过化学键有机的结合起来。用于锂离子电池负极材料时,200 mA/g电流密度下循环600次后可逆比容量还有617.3 mA·h/g ,良好的电化学性能可归因于石墨烯与分级多孔碳之间的协同效应。Wan等[8]通过简单的离子热技术制备了三明治结构的石墨烯/分级多孔碳复合材料用于钠离子电池负极材料,无定形的分级多孔碳分布在石墨烯纳米片上有助于Na+的扩散,同时石墨烯作为高效的导电通路使其具有优异的循环稳定性,在1 A/g循环1000 次比容量保持在250 mA h/g。Xu等[22]以苯乙烯-二乙烯基苯为碳前驱体,Fe团簇为催化剂,通过超交联反应和碳化处理制备了分级多孔的中空碳球,还有少层的石墨烯嵌入到碳壳中(图3),这种独特的中空结构包含了2D的sp2杂化碳的高电导率和无定形碳的分级多孔结构,在500 mA/g的电流密度下,比电容高达561 F/g。2 石墨烯/多孔碳基三元复合材料

【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质碳源制备锂离子电池正极材料Na2MnPO4F/C及其电化学性能研究[J]. 李伟,刘峥,艾慧婷,周含子,吕奕菊,张淑芬.  功能材料. 2020(01)
[2]菱角壳基多孔炭的制备及其电化学电容特性研究[J]. 肖祥,王超,赵亚彬,钟国彬,王佩,伍世嘉,曾杰,魏增福,时志强.  功能材料. 2019(12)
[3]活化温度对石墨烯/碳纳米片电容的影响[J]. 方华,孟凡腾,王利霞,张世超.  电池. 2019(03)
[4]硅/石墨烯/碳复合材料的制备及其储锂性能研究[J]. 浦旭清,王开松,王佳磊,谢宇,陈介民,沈超,许宁,岳鹿.  化工新型材料. 2019(04)
[5]基于氧化石墨烯与豆渣的复合碳材料制备及性能表征[J]. 阙龙坤,张龙,张勇,裴重华,聂福德.  功能材料. 2019(02)
[6]多级孔材料研究进展[J]. 葛胜涛,邓先功,毕玉保,王军凯,李赛赛,韩磊,张海军.  材料导报. 2018(13)
[7]高石墨化石墨烯作为插层膜及多孔碳作为正极载硫材料在锂硫电池中的研究[J]. 阮春平,郭泽青.  化工技术与开发. 2018(05)
[8]氢氧化钾活化制备超级电容器多孔碳电极材料[J]. 叶江林,朱彦武.  电化学. 2017(05)
[9]介孔碳/石墨烯复合材料的制备及在超级电容器中的应用[J]. 刘双宇,巩学海,徐丽,盛鹏,陈新,韩钰,王博,赵广耀,刘海镇.  硅酸盐学报. 2017(02)



本文编号：3411131