固相剪切磨盘碾磨法制备四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料及其在锂离子电池中的应用

来源期刊：材料导报2018年第21期

论文作者：王青福 刘新刚 康文彬 张楚虹

文章页码：3689 - 3696

关键词：四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料;固相剪切磨盘碾磨;锂离子电池;

摘    要：固相剪切磨盘碾磨法是一种基于全固相反应、不同于传统球磨方法制备微纳米基功能复合材料的新方法。本文以石墨和纳米四氧化三铁为原料,三聚氰胺为氮掺杂剂,采用固相剪切磨盘碾磨法,成功制备了四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料（Fe₃O₄/N-G）。通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（RM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积（BET）测试和电化学测试对样品结构、形貌和电化学性能进行表征。测试结果显示:该方法能够在将石墨剥离成少数层石墨烯的同时,实现石墨烯的氮掺杂以及与Fe₃O₄的均匀复合,最终制得Fe₃O₄/N-G复合材料;将该复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出优异的循环稳定性,在100mA·g-1的电流密度下经过100次循环后,Fe₃O₄/N-G可逆比容量保持在869 mAh·g-1,远高于纯Fe₃O₄的78mAh·g-1。该方法为制备石墨烯基复合电极材料提供了绿色环保、简便易行的新方法。