类化学气相沉积法制备缺陷可控的三维石墨烯泡沫及其复合电极电化学性能

摘要

三维石墨烯为开发高能量密度的电极提供了有效的途径.与二维石墨烯相比,三维石墨烯具有三维导电网络,极大地改善锂离子和电子传输的能力,同时能够承受电极循环期间的结构和体积变化.本文发展了低压封闭化学气相沉积法(CVD),以泡沫镍为模板,采用聚甲基丙烯酸甲酯为固态碳源来制备缺陷可控的三维石墨烯泡沫.分别研究了碳源添加量、反应时间及氢气含量对三维石墨烯泡沫形貌及结构的影响,发展了一种新型的三维石墨烯泡沫制备工艺,所制备的三维石墨烯泡沫具有缺陷密度可控,质量轻及化学性能稳定的特点.以三维石墨烯泡沫为导电框架和活性物载体来制备ZnO/石墨烯泡沫(ZnO/GF)复合电极并作为锂离子电池负极,循环200圈后仍能保持851.5 mA·h·g-1的高比容量,ZnO/三维石墨烯电极表现出较高的可逆容量以及优异的循环性能.