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石墨烯硫复合正极材料的一步水热法制备与电化学性能.pdf
物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) 1474 Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (8), 1474-1480 August [Article] doi: 10.3866/PKU.WHXB201406041 石墨烯/硫复合正极材料的一步水热法制备与电化学性能 李庆洲 李玉惠 李亚娟* 刘又年 ( 中南大学化学化工学院, 长沙410083) 摘要: 将硫代硫酸钠(Na S O )与氧化石墨烯(GO) 的混合溶液, 在酸性条件下经过一步水热反应制备还原氧 2 2 3 化石墨烯/硫(RGO/S)复合正极材料. 实验探索了水热温度、反应时间、碳硫质量比例对材料的影响. 通过X 射线 衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电对材料进行分析. 结果表明在180 °C 下, 碳硫质 量比为3:7 时, 水热12 h 得到的RGO/S 复合材料具有优异的循环性能, 首次放电比容量为931 mAh ∙g-1, 50 次 循环之后其比容量还保持在828.16 mAh ∙g-1; RGO/S 复合材料的充放电库仑效率在95% 以上; 同时RGO/S 复 合材料的倍率性能相比于单质硫有很大提高. 一步水热法能够使硫分子均匀分布在石墨烯片层结构中, 同时加 强了石墨烯表面基团对硫分子的固定作用. 关键词: 锂硫电池; 石墨烯; 水热法; 硫代硫酸钠 中图分类号: O646 One-Step Hydrothermal Preparation and Electrochemical Performance of Graphene/Sulfur Cathode Composites LI Qing-Zhou LI Yu-Hui LI Ya-Juan* LIU You-Nian (College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, P. R. China) Abstract: Reduced graphene oxide/sulfur (RGO/S) composites were synthesized by a one-step hydrothermal method using a mixture of sodium thiosulfate (Na S O ) and graphene oxide (GO) solution reacting under acid 2 2 3 conditions. We explored the influence of the hydrothermal temperature, reaction time, and sulfur content on the composites. Analysis by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and the galvanostatic charge and discharge shows that the composites have excellent cycling performance when synthesis occurs at
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