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微波原位制备作为锂离子电池电极材料的石墨烯/TiO_2纳米复合物(英文)

杨良伟  陈昊然  金鑫  刘伟  于新民  刘俊鹏  宋环君  李晓东  于艺  王鹏  张宝鹏  
【摘要】:通过改造的家用微波炉,实现了原位高效制备石墨烯/TiO_2纳米复合物。结果表明:微波辅助法能够在商用锐钛矿型TiO_2纳米颗粒表面均匀制备石墨烯纳米片,通过SiO_2/Si的剧烈电晕放电,其制备时间仅需数分钟(最短3 min)。石墨烯纳米片的尺寸大约为50nm且缺陷很少。TiO_2晶体结构仍为锐钛矿型,主要归功于极短的制备周期和较低的反应温度(600~700℃)。石墨烯具有优异的电导率,可以提升锂离子扩散速率、提高电子传输速率并降低接触电阻。在1 C(170 m A·g~(-1))条件下石墨烯/TiO_2纳米复合物的电池放电比容量提高了2倍。与商业化锐钛矿型TiO_2纳米颗粒相比,在1 C到5 C的不同充放电倍率下,石墨烯/TiO_2纳米复合物的比容量差距显著扩大。

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