介孔-大孔分级孔结构石墨烯表面含氧官能团调控及其在锂空气电池中的应用研究
非水锂空气电池具有与汽油相近的理论能量密度，在电动车领域具有广阔的应用前景。碳材料由于具有优异的导电性和低廉的价格，常用于锂空气电池正极的制备。但其正极电极反应过程复杂，且充放电过程中伴随着严重的副反应，导致锂空气电池在实际应用中面临着诸多问题。其中，固态放电产物造成的孔道阻塞和副反应生成的不可逆副产物严重的限制了电池的容量性能和循环性能。因此，迫切需要开发具有优异孔道结构和良好表面化学性质的碳材料来改善其充放电性能。本文采用真空热膨胀的方法制备了一种微米尺度、富含介孔和大孔的分级孔道结构的石墨烯，并通过调控其表面氧元素含量和选择性除去不稳定含氧官能团来调控其表面化学性质。将其应用于锂空气电池中时，电池放电容量可达19800 mAh g-1；同时以1000 mA g-1电流密度和1000mAh g-1容量进行循环时，可以稳定进行50次充放电循环。该研究为锂空气电池正极材料的设计和开发提供了一种新的思路，将极大的促进锂空气电池技术的发展。
锂空气电池 石墨烯 孔结构 含氧官能团 氧电极
周伟 张洪章 聂红娇 马艺文 张华民
中国科学院,大连化学物理研究所,洁净能源国家实验室,储能技术研究部,辽宁大连116023;中国科学院大学北京100039 中国科学院,大连化学物理研究所,洁净能源国家实验室,储能技术研究部,辽宁大连116023
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广州
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125-134
2015-05-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）