以含碳量為15%的LFP/碳(LFP/C-15)為前驅(qū)體，改變石墨烯含量，采用溶劑熱法合成了LiFePO
4/碳/石墨烯(LFP/C/G)復(fù)合材料。用同樣的方法合成了石墨烯含量為5%的LFP (LFP/G-5)。研究了共改性工藝和石墨烯含量對(duì)LFP/C/G性能的影響。結(jié)果表明，LFP/C/G復(fù)合材料的電化學(xué)性能明顯優(yōu)于LFP/C-15和LFP/G-5。這歸功于石墨烯優(yōu)越的導(dǎo)電性和石墨烯與碳涂層共改性形成的優(yōu)良導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。特別是當(dāng)LFP/C/G的石墨烯含量為15%時(shí)，所制備的材料在0.1C時(shí)首次放電比容量為186.2 mAh/ g，超過(guò)了LFP 170 mAh/ g的理論比容量，且在0.1C時(shí)100次循環(huán)后容量保持率高達(dá)95.2%。這一發(fā)現(xiàn)為石墨烯和碳涂層共改性提高LFP性能提供了一種有前景的技術(shù)。
圖1. FePO
4的結(jié)構(gòu)和形態(tài)表征。
圖2. 不同石墨烯含量的LFP、LFP/G-5、LFP/C-15和LFP/C/G復(fù)合材料的XRD譜圖。
圖3. (a)LFP,(b) LFP /G-5(c) LFP / C-15, (d) LFP /C /G-5(e) LFP / C /G-10 (f) LFP / C /G-15 (g) LFP / C /G- 20的SEM圖像。
圖4. 不同石墨烯含量的LFP、LFP/G-5、LFP/C-15和LFP/C/G復(fù)合材料的CV曲線(xiàn)。
圖5. 所得樣品的電化學(xué)性能。(a) 0.1C時(shí)不同石墨烯含量的LFP、LFP/G-5、LFP/C-15和LFP/C/G的首次充放電曲線(xiàn)，(b) 0.1C時(shí)不同石墨烯含量的LFP、LFP/G-5、LFP/C-15和LFP/C/G的循環(huán)性能，(c)不同石墨烯含量的LFP、LFP/G-5、LFP/C-15和LFP/C/G在不同速率下的比容量，(d)不同石墨烯含量的LFP、LFP/G-5、LFP/C-15和LFP/C/G的Nyquist曲線(xiàn)。
相關(guān)研究成果由上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院Xuyan Liu等人于2023年發(fā)表在Journal of Electroanalytical Chemistry (https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2023.117205)上。原文：Synthesis of LiFePO
4/carbon/graphene for high-performance Li-ion battery。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
