通过氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(Cs)之间的氢键以及静电作用形成GO水凝胶,从而将纳米硅颗粒和碳纳米管(CNT)原位包封于其中,再经冷冻干燥及随后的热处理制得三维硅/碳纳米管/石墨烯(Si-CNT@G)纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)等技术对制得样品的物相、结构和微观形貌等进行了表征.结果表明,所得复合材料在CNT纵横交织的石墨烯网络中,均匀地分布着纳米硅颗粒.当作为锂离子电池的负极材料时,在两种碳介质的协同作用下,有效缓冲硅材料在充放电过程中脱/嵌锂引起的体积变化,缩短了锂离子和电子传输的距离,Si-CNT@G复合材料表现出较好的循环稳定性以及倍率性能.在500 mA·g?1的充放电电流密度下,经过200圈循环后,其放电比容量仍高达673.7 mAh·g?1,容量保持率高达97％;即使将充放电电流密度升至2000 mA·g?1时,该复合材料仍保持有566.9 mAh·g?1的高可逆放电比容量.独特的制备方法和优越的储锂性能,使得Si-CNT@G纳米复合材料成为理想的高性能锂离子电池负极材料的候选.
锂离子电池 负极材料 硅碳纳米复合物 水凝胶 石墨烯 碳纳米管