【摘 要】
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基于优异的物理和化学性能,石墨烯在能量相关方面的应用已经被广泛研究,例如燃料电池、蓄电池、超级电容器和储氢等。当应用于不同的能量储存时,纯石墨烯的一个优良改性
【机 构】
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南洋理工大学物理和数学科学学院,物理学和应用物理系,新加坡
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基于优异的物理和化学性能,石墨烯在能量相关方面的应用已经被广泛研究,例如燃料电池、蓄电池、超级电容器和储氢等。当应用于不同的能量储存时,纯石墨烯的一个优良改性可以使得性能显著提高。这篇报告重点介绍了我们最近用化学改性的方法制备出一种能显著提高锂离子电池性能的石墨烯功能化电池材料。一方面,我们用化学法对石墨烯进行原位杂原子掺杂(例如：N,S共掺杂石墨烯,N掺杂石墨烯),然后进行热处理,在热处理的过程中,杂原子前体可以释放大量的气体,有效防止石墨烯片层重新叠加到一起。同时,氧化石墨烯上热不稳定含氧官能团的去除可以诱导产生原位掺杂的活性位,因此可以获得单层或少层多孔结构的杂原子掺杂石墨烯。这种特殊的结构可以在高可逆容量,长期循环稳定性,高的电子转移速率等方面显著提高锂储能力。另一方面,氧化还原功能化基团通过化学方法成功接枝到石墨烯电极上。这些功能基团不仅可以防止石墨烯片层重叠,还可以用于锂的进一步储存,使得锂离子电池表现出更加优异的性能。
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