一、 课题的来源与背景 本项目紧密结合当前全球削减碳排放量，大力发展低碳经济、开发新能源，这一全世界共同关注的问题，提出了开发动力锂离子电池新型负极材料这一新能源材料的研究。开发了具有高容量、大功率的石墨烯/Fe2O3复合负极材料，解决了当前锂离子电池负极材料能量密度低和倍率性能差的问题，研究过程中突出了该项技术的先进性、系统性和实用性。 二、 技术原理及性能指标 针对石墨烯/Fe2O3复合材料的结构控制和性能进行研究，从石墨烯表面活化位的设计和氧化铁纳米颗粒的控制生长出发，通过改变石墨的氧化反应条件和氧化铁纳米颗粒原位生长的动力学和热力学影响因素，调控石墨烯和氧化铁的界面结构，研究复合材料的表面形貌和界面结构与其电化学性能的关系，理清Li+和电子在复合材料中的传输路径，及复合材料的储锂机理，为动力型锂电池用石墨烯复合材料的结构设计与控制合成提供科学依据。 制备的石墨烯/Fe2O3复合负极的循环性能和倍率性能指标如下：（1）在0.1C的放电电流下，石墨烯/Fe2O3复合负极的首次放电比容量为1169 mAh/g，首次库仑效率为92.7%；（2）在0.1C的放电电流下，100次循环容量保持率为76.2%；（3）在10C下的放电比容量为127.5 mAh/g。 三、 技术的创造性与先进性 本成果借鉴了国外先进技术，对石墨烯/Fe2O3复合负极的制备进行了系统、全面的研究，课题的研究方向与检索结果显示的密切相关文献不同，成果可达国内领先水平。 四、 技术的成熟程度、适用范围和安全性 实验研究认为石墨烯/Fe2O3复合负极作为锂离子电池负极材料是切实可行的，尤其是其作为动力锂离子电池负极材料优势更加突出。 2015年7月通过了哈尔滨市科技局组织的课题验收。

黑龙江科技大学

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