摘要：在本文中，首先利用CVD生长法生长三维石墨烯，然后进行三维石墨烯的转移，再利用水热法在三维石墨烯上生长氢氧化镍并进行材料表征研究。
关键词：石墨烯；氢氧化镍；材料表征。
0引言
随着经济和人类社会的发展，使得人们开始更多的关注于环境保护和人类可持续发展。而化石燃料的高污染和不可再生性使得人们开始探索和研发新型的材料或器件代替传统化石燃料，并且人们开始更加关注于能量的转换效率，储存量以及重复利用率。就其锂电池而言，我们一直在探索能够找到能够提高其储存性能，安全性能，循环性能等的材料，用以满足市场越来越高的需求。
1 锂电池概述
锂电池是指电化学系统中含有锂（包括金属态的锂、锂合金、锂离子、锂的聚合物）的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池是指电池内含金属态的锂，正常情况下是不可以充电的。锂离子电池通常情况下是可以充电的，不含金属态的锂。我们在此次工作中采用的是锂离子电池。锂离子电池：锂离子电池一般是采用锂合金的金属氧化物作为正极材料，采用石墨作为负极材料，使用非水电解质作电解液的电池。其中，锂离子电池具有能量密度高，无记忆性，自放电小，输出电压高等优点，目前被广泛应用于市场。
2 电极材料的选取
氢氧化镍因其比较高的理论电容量和廉价的成本因而成为有潜力的电极材料。但是，氢氧化镍的结构和形貌的状况，极大地影响了其电化学性能。而石墨烯具有强机械性，高导电性，高导热性，比表面积（SSA）高等优点，因此我们希望可以将其作为锂电池电极材料用以弥补锂电池的不足。由于三维石墨烯拥有具有多孔结构的水凝胶，水凝胶能够有效降低三维石墨烯片层的凝聚，从而可以有更大的表面积，更良好的机械强度,由于这些优点可以加大反应接触面，加快反应速度，从而提高锂电池的工作效率。所以我们采用三维石墨烯和氢氧化镍结合的办法以得到高比电容和循环稳定性的电极材料,改善其性能。
3 石墨烯基锂电池电极材料的制备与性能测试
通过将三维石墨烯和氢氧化镍结合来制备具有优异性能的石墨烯基锂电池的电极材料并且对其进行性能测试。
首先以泡沫铜作为基底，利用CVD生长法在高温真空的条件下通入碳源，在泡沫铜上生长三维石墨烯。在转移后的三维石墨烯上生长氢氧化镍电极材料上，我们采取水热法在多个时间下进行三维石墨烯/氢氧化镍电极材料的生长。
试验过程如下：
•配制溶液。将去离子水，尿素，氯化镍经过一定的比例配置好溶液。
•将转移好的三维石墨烯轻轻放入高压釜中，并缓缓倒入溶液，待装置升温至需要的温度，放进装置中，在这个过程中，一定要轻拿轻放。
•在180℃的条件下分别放置0.5h，1.0h，1.5h后拿出来。
•生长后的三维石墨烯/氢氧化镍电极材料要用去离子水和乙醇进行清洗，在每个溶液中浸泡半个小时。这样可以将表面的大的氢氧化镍去掉。
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图3 生长2小时的X射线光电子能谱分析图像
4 结论
以上均是在高压反应釜180℃下，氢氧化镍在三维石墨烯上生长的图像。从图像中可以看出，2小时后，氢氧化镍与石墨烯结合，性能很好。本文研究石墨烯/氢氧化镍电极材料是希望能够在电极方面改善锂电池的总体效率。我们通过进行三维石墨烯/氢氧化镍电极材料的制备与材料表征，对进行实验究竟在何种温度，时间等条件下生长出的材料的整体性能更好进行探究，得到了一些新颖的结论。
但是，对于电极材料和锂电池的应用的研究还应不断深入。如要得到更高质量的石墨烯，可通过改变生长三维石墨烯的温度，改进转移技术等方面作更深的探索。
参考文献
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论文作者:赵勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/17
标签：石墨论文; 氢氧化论文; 电极论文; 材料论文; 锂电池论文; 生长论文; 性能论文; 《基层建设》2019年第31期论文;