聚苯胺炭柱撑石墨烯复合材料的制备及其电化学性能的研究

胡茜¹，刘洪波^1,2，夏笑虹^1,2，谷智强¹

1. 湖南大学材料科学与工程学院2. 湖南大学先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室

摘 要：通过真空抽滤诱导自组装及热解还原处理,制备出具有柱撑结构的聚苯胺炭/石墨烯复合材料(PGR)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS)和电化学测试等表征技术考察了聚苯胺单体(AN)与氧化石墨烯(GO)质量比对PGR结构和电化学性能的影响。结果表明,聚苯胺炭均匀分布在石墨烯(GR)片层间形成三维导电网络,有效地增大了GR的层间距,且实现了氮掺杂,显著提高了GR的结构稳定性和电化学性能; AN与GO质量比为1:1时制备的样品PGR1在100 mA/g电流密度下的首次脱锂比容量为653 mAh/g,当电流密度增大至1 A/g时,仍具有高达343 mAh/g的脱锂比容量,远高于GR的脱锂比容量(101 mAh/g),表现出优异的倍率性能。

关键词：石墨烯;聚苯胺;柱撑结构;锂离子电池;负极材料;