锂电池负极ZnS_rGO的制备及性能分析.pdfVIP

第３２卷第１期兰州工业学院学报Ｖｏｌ.３２Ｎｏ１

２０２５年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ.２０２５

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文章编号:１００９２２６９(２０２５)０１００６８０６

锂电池负极ＺｎＳ/ｒＧＯ的制备及性能分析

王保德ꎬ郭来功

(安徽理工大学电气与信息工程学院ꎬ安徽淮南２３２００１)

摘要:以闪锌矿与氧化石墨烯为原料ꎬ通过微波法制备不同质量比的闪锌矿/还原氧化石墨烯电

极作为锂离子电池负极ꎬ利用结构表征及电化学性能测试等手段对电极进行分析ꎮ电化学测试

结果表明:相较于ＺｎＳ电极ꎬＺｎＳ/ｒＧＯ复合电极的初始放电容量、首次库伦效率及锂离子扩散系

数均更高ꎬ内阻更小ꎻ与ＺｎＳ电极相比ꎬＺｎＳ/ｒＧＯ￣Ｉ电极在不同倍率下的容量衰减显著改善ꎬ显示

出优异的倍率性能ꎮ机理分析表明:ＺｎＳ/ｒＧＯ复合材料去除了部分ＧＯ表面的含氧官能团ꎬ虽导

致部分导电率损失ꎬ但ＥＩＳ结果显示ｒＧＯ依然为ＺｎＳ提供良好导电性ꎮ

关键词:锂离子电池ꎻＺｎＳꎻ氧化石墨烯ꎻ负极材料

中图分类号:ＴＭ９１２文献标志码:Ａ

随着电子设备的普及和电动汽车的迅速发展ꎬ晶体与还原氧化石墨烯(ｒＧＯ)复合的ＺｎＳ＠Ｃ/ｒＧＯ

具有低比容量的商用石墨电极已经不能满足高功复合材料ꎮ在这一复合材料中ꎬ碳的包覆不仅提高

率锂离子电池日益增长的需求ꎬ特别是对混合动力了ＺｎＳ的导电性ꎬ还增强了其机械稳定性ꎮ同时ꎬ

[１]ＧＯ的引入更是进一步提升复合材料的导电性能

汽车ꎮ因此ꎬ研究人员开始开发比容量高、能量

密度高的非碳材料ꎬ用以替代传统负极材料ꎮＺｎＳ和结构稳定性的关键因素ꎮ由于ＺｎＳ和石墨烯

因其容量大、资源丰富等特点ꎬ被认为是下一代锂(Ｇ)具有互补的物理特性和相似的层状结构ꎬ它们

[７]

[２]可以以特定的方式组合以产生异质结构ꎮ这有

离子电池最具潜力的负极材料之一ꎮ然而ꎬ由

利于形成复合材料ꎬ弥补了两者的弱点ꎬ并充分利

于纯ＺｎＳ电极存在本征导电率低以及重复充放电

用了它们各自的优势ꎮ因此ꎬＺｎＳ/Ｇ复合材料为储

过程中易堆叠、团聚和体积膨胀等缺陷ꎬ则会导致

能技术的拓展提供了新的方向ꎮ

其倍率和循环稳定性能较差、容量衰减较快以及活

基于以上研究背景ꎬ本研究将探究不同ＺｎＳ与

性材料的快速电化学降解等一系列问题ꎮ

ＧＯ质量比的电极组装电池并进行电化学性能测

解决ＺｎＳ电极缺陷的主要策略是将ＺｎＳ颗粒

试ꎮ主要从充放电过程、交流阻抗谱以及储锂动力

[３]

纳米化ꎬ或者与导电率高、结构稳定的碳材料复

学等方面ꎬ与纯ＺｎＳ电极进行储锂性能对比分析ꎬ

[４][５]

合ꎮ