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锂电负极材料“红磷-石墨烯”
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黑磷与石墨具有相类似的三维层状空间结构，但因黑磷的导电性差，不易常温常压下制备获得，因而关于磷作为锂电负极材料研究不多。最近美国宾夕法尼亚州立大学(The Pennsylvania State University)王东海教授发明了一种新型锂离子电池负极材料：“红磷-石墨烯”纳米复合材料。该种材料是由红磷和石墨经球磨制备得到。红磷化学稳定性高，廉价易得，而且环境友好。其作为锂离子电池负极材料的理论容量可达2600 mAh/g，7倍于商用石墨电极。 石墨/石墨烯因其极高的电子电导率被引入到该体系中以提升纳米复合材料整体的电子电导率。在高速球磨过程中，微米级的红磷颗粒被打碎至纳米级。石墨在球磨 过程中剥离为大比表面积的石墨烯。经过长时间机械力作用，石墨烯相互搭接形成一个紧密结合的三维导电网络，而纳米级红磷颗粒均匀分散在该网络中。红外光谱 (Infrared Spectroscopy)测试显示，红磷和石墨烯以“磷-氧-碳 (P-O-C)”的化学键形式结合在一起，这又为该材料出众的电池性能提供了保证。在室温下，该纳米复合材料的放电容量可达1400mAh/g，4倍于现行商用化锂离子电池负极材料–石墨。 经过300周的循环，放电容量仍然能保持在60%以上。高温环境(60°C)对于现行商用锂离子电池仍是很大的挑战。而该种材料，在60°C下，放电容量可进一步提升至1650mAh/g。经过200周循环，放电容量保持率可在70%以上。 2015031216382897.jpg |
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2015-03-14 14:53:24, 1.96 M
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