一种石墨烯/尖晶石LiMn₂O₄纳米复合材料制备方法

摘要

一种石墨烯/尖晶石LiMn₂O₄纳米复合材料制备方法，属于锂离子电池正极材料制备领域。针对目前对尖晶石LiMn₂0₄进行体相掺杂和表面包覆能提高循环性能，但是以降低活性材料的比容量为代价的问题，提供比容量高同时电循环性能优良的石墨烯/尖晶石LiMn₂O₄纳米复合材料制备方法。所述制备方法采用溶胶凝胶法和还原氧化石墨法制备尖晶石LiMn₂0₄纳米晶和石墨烯纳米片，并采用冷冻干燥法制备了石墨烯/尖晶石LiMn₂0₄纳米复合材料。该制备方法过程简单，将制备的石墨烯/尖晶石LiMn₂O₄纳米复合材料制成电极，其放电比容量为124.30mAh·g^-1，循环100周后，对应容量保持率为96。66％，具有良好的电化学性能。

主权项

一种石墨烯/尖晶石LiMn₂O₄纳米复合材料制备方法，其特征在于：包括1.石墨烯制备：将氧化石墨用去离子水分散，用超声波处理器振动获得含有氧化石墨烯纳米层的混合液，之后将获得的棕色氧化石墨烯混合液倒人圆底烧瓶．加入水合肼作为还原剂，混合液在100℃下回流，溶液的颜色逐渐变为黑色，最后将混合液过滤、清洗，得到黑色的蛋糕状滤饼，干燥后得到石墨烯材料粉末，最后将其放置于管式炉中，在氮气保护下500℃灼烧2h；2.纳米尖晶石LiMn₂0₂正极材料制备：以柠檬酸、锰盐、锂盐等按制备纳米尖晶石LiMn₂0₂电极材料的化学计量比计量，加入蒸馏水，搅拌至样品完全溶解，将烧杯置于水浴锅中，加热至80℃，反应物发生反应，同时用电磁搅拌器搅拌．直至形成浅黄色疏松状固体，将样品在120℃烘干12h，之后在350℃下灼烧3 h．冷却后在瓷钵中碾磨，得到LiMn₂O₄的前驱体，将前驱体转入坩埚中，置于马弗炉中750℃灼烧12h，样品在炉内自然冷却，冷却后将样品碾磨过筛即得纳米尖晶石LiMn₂0₂电极材料；3.石墨烯/尖晶石LiMn₂0₄纳米复合材料制备: 将制备的石墨烯和纳米尖晶LiMn₂0₄正极材料溶解在去离子水中．用超声波处理器进行高能量振动24h．放入冰箱冰冻，之后移入冷冻干燥机进行冷冻干燥即得石墨烯/尖晶石LiMn₂0₄纳米复合材料。