关键词： 多孔碳/四氧化三铁纳米纤维   锂离子电池   负极材料   电化学性能   倍率性能  

摘要： 探讨一种用于高性能锂离子电池负极材料的制备及性能。通过配制乙酰丙酮铁的聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PAN/PMMA)混合溶液用作前驱液,利用静电纺丝技术制备多孔碳/四氧化三铁纳米纤维。结果表明:多孔碳/四氧化三铁纳米纤维呈现多孔的结构和凹凸不平的形貌,Fe 3O 4纳米粒子均匀地镶嵌在碳基质中;在电流密度为100 mA/g时,多孔碳/四氧化三铁材料电极首次放电比容量高达1380 mAh/g,经过100次循环后,稳定比容量为641 mAh/g;这种电极材料表现出优良的倍率性能,在电流密度为5000 mA/g时,其可逆比容量仍维持在330 mAh/g。认为:这种多孔碳/四氧化三铁复合物作为高性能锂电池负极材料具有广泛的应用前景。

关键词： 天然石墨   高导热石墨   热管理   锂电池负极材料  

摘要： 天然石墨是不可再生的矿物资源。随着我国经济增长模式的转变,天然石墨资源的深度开发和高价值利用是全体从业人员的共识。开发基于天然石墨的新材料和下游产品,既要充分利用石墨材料的特殊物性,也要考虑下游产品的市场前景和容量。整合产业界、学术界的相关力量,加快推进以锂电池负极材料、高导热石墨块体、高导热柔性石墨纸、功能复合材料、建筑节能材料(石墨聚苯板、导热型石膏板、辐射制冷终端)为代表的新材料新产品的产业化进程,既有利于提高天然石墨矿物的利用价值,也有利于国内下游产业的升级。

关键词： 人造石墨   石墨负极   碳负极材料   锂电池负极材料   硅基负极材料   理论比容量   主流地位   马太效应  

摘要： 近期,董明珠出资10亿,押上全部身家入股珠海银隆的执著再次震惊国人。她强调,"投资银隆,不是因为格力收购不成功,而是因为我看好了银隆的钛酸锂技术。"令董明珠如此倾心的钛酸锂电池技术尽管拥有充电快、寿命长、安全性较高和工作温度范围宽等优势,但业界依旧认为其不适合造车。北京大学新能源材料与技术实验室主任、国家"十一五"863电动汽车动力锂电池项目负责人其鲁在接受媒体采访时表示:"钛酸锂电池并不是先进技术,能量密度低,不适合作动力能源。"

关键词： 碳   过渡金属化合物   锂电池负极材料  

摘要： 随着科学技术的快速发展,各类电动交通工具和电子通信设备,已经广泛的被人们使用,传统能源材料已经不能满足日益增长的国民需求。所以需要研究开发一种原材料成本低、污染小、电化学性能优良的电池材料来代替传统能源材料,于是探究性能优越的锂离子电池材料已经成为了科学家们的研究热点。目前,市场上商业使用的锂离子电池负极材料主要是碳基石墨材料,石墨作为负极材料的优点是:材料结构稳定、锂离子迁移的可逆性强、循环性强,缺点是:材料电容量低。随着研究发现,过渡金属氧化物作为负极材料具有电容量高的优点,但是这类材料在锂离子迁移过程中,材料体积变化较大、材料结构易塌陷、造成可逆性差、循环性能差的结果。碳基材料和过渡金属氧化物材料复合刚好可以弥补彼此的缺点,所以碳基复合过渡金属氧化物负极材料开始成为了科学家们的研究热点。本文介绍了一种制备工艺流程简单、可工业化、原材料价格便宜、产物污染小的方法制备碳复合过渡金属氧化物锂电池负极材料,并对材料的电化学性能进行了探究。本文的碳基材料是实验室自制的液态聚丙烯腈(LPAN),低聚合度的液态聚丙烯腈在一定温度条件下会发生交联形成网状结构,最终形成类石墨烯结构。过渡氧化物选用的是氧化铁、氧化镍。本文制备了三种过渡金属化合物材料,分别是铁化合物负极材料、镍化合物负极材料和铁镍化合物负极材料,主要内容如下:(1)用自制的液态聚丙烯腈形成碳结构,用价格便宜的氧化铁作为过渡金属氧化物,以单宁酸作为表面修饰剂,采用流程简单的共沉淀法,制备质量比为m(FeO)wt.%=60%、70%、80%的铁化合物负极材料,探究三个质量比的复合材料在惰性气体条件下,材料煅烧温度条件为600℃-4h、700℃-4h、800℃-4h下得到的产物,利用XRD、SEM、TEM对产物进行表征,并探究了其电化学性能,得出了原材料质量比为m(FeO)wt.%=70%,煅烧温度为700℃-4h时的复合材料,其电化学性能为最优。(2)用自制的液态聚丙烯腈形成碳结构,用氧化镍作为过渡金属氧化物,以单宁酸作为表面修饰剂,采用流程简单的共沉淀法,制备质量比为m(NiO)wt.%=60%、70%、80%的镍化合物负极材料,探究三个质量比的复合材料在惰性气体条件下,材料煅烧温度条件为600℃-4h、700℃-4h、800℃-4h下得到的产物,利用XRD、SEM、TEM对产物进行表征,并探究了其电化学性能,得出了原材料质量比为m(NiO)wt.%=70%,在煅烧温度为700℃-4h时,其电化学性能为最优。(3)基于上面(1)和(2)的实验结果,制备了铁镍化合物负极材料,在聚丙烯腈和过渡金属材料总质量比为3:7的基础上,探究氧化铁和氧化镍质量比分别为3:1、5:1、7:1时复合材料的电化学性能。实验探究三个质量比的复合材料在惰性气体条件下,材料煅烧温度条件为600℃-4h、700℃-4h、800℃-4h下得到的产物,并对复合材料进行了XRD、SEM、TEM表征。得出聚丙烯腈碳基材料和过渡金属材料总质量比为3:7,氧化铁和氧化镍的质量比为5:1,煅烧温度为700℃-4h时,复合材料的电化学性能最优。综合研究发现,本文制备了一种原材料便宜、制备工艺简单、产物对环境污染小可用于工业生产的锂电池负极材料。

关键词： 锂离子电池   负极材料   石墨烯层数   TiO2  

摘要： 近年来金属氧化物及其复合材料已成为研究的热点,其中TiO2因其安全性能和环保等优点成为一种极具发展潜力的负极材料。TiO2的体积膨胀率小（4%）,因此在电池充电和放电过程中可避免由于体积变化过大导致电池内部材料粉化、脱落或甚至爆炸的问题,但其较差的导电性限制了它的应用。本文利用石墨烯良好导电性的优点,将TiO2/石墨烯复合材料作为研究对象,在实验过程中,使用多层（5-10层）和少层（1-5层）的氧化石墨烯作为原料,采用三种不同的钛源（二氧化钛、钛酸丁酯、硫酸氧钛）分别与其复合,通过水热合成法成功制备了具有不同晶体结构的TiO2/石墨烯复合材料,并对其电化学性能展开了详细的讨论,探究了石墨烯的层数和不同钛源对复合材料的电性能影响。具体研究结果如下:（1）以商业TiO2为钛源,采用水热法成功制备了具有金红石TiO2结构的TiO2/rGO复合材料,探究了rGO的层数对材料电性能的影响。研究结果表明TiO2/rGO-2（few-layers）复合材料表现出更好的电化学性能。在电流密度为100 mA/g下,100次充放电循环后,TiO2/rGO-2（few-layers）复合材料的放电比容量仍达322.3 mAh/g,且库伦效率为98.9%;而TiO2/rGO-1（multi-layers）复合材料仅为240.2 mAh/g。在160 mA/g和320 mA/g的电流密度下,TiO2/rGO-2（few-layers）复合材料的放电比容量仍分别可达285.8 mAh/g和235.6 mAh/g。与TiO2/rGO-1（multi-layers）复合材料相比,TiO2/rGO-2（few-layers）复合材料的SEI膜阻抗和电荷转移阻抗更小,较小的阻抗值有利于材料的电化学性能。（2）采用钛酸丁酯为钛源,以不同层数的氧化石墨烯作为前驱体,制备了具有锐钛矿型TiO2结构的TiO2/rGO复合材料,微观结构表征发现TiO2纳米粒子较为均匀地分布在褶皱的石墨烯片层。100次充放电循环后,TiO2/rGO-4（few-layers）复合材料的放电比容量和库伦效率分别可达344.3 mAh/g和99.3%,其性能均优于以多层氧化石墨烯作为前驱体制备的复合材料。（3）以硫酸氧钛为钛源,合成了具有锐钛矿TiO2结构的TiO2/rGO-5（multi-layers）和TiO2/rGO-6（few-layers）复合材料。100次充放电循环后,TiO2/rGO-6（few-layers）复合材料的放电比容量仍达285.3 mAh/g,且库伦效率为98.6%;在160 mA/g和320 mA/g的电流密度下,TiO2/rGO-6（few-layers）复合材料的放电比容量分别可达201.2 mAh/g和162.5 mAh/g;然而TiO2/rGO-5（multi-layers）复合材料的放电比容量仅为78.9 mAh/g和49.6 mAh/g。在所有电流密度下,TiO2/rGO-6（few-layers）电极表现出比TiO2/rGO-5（multi-layers）更好的倍率性能。（4）通过研究TiO2、钛酸丁酯和硫酸氧钛三种不同钛源制备的复合材料的电化学性能,可以明显看出以钛酸丁酯为钛源合成的复合材料在微观结构上分散性更好,钛酸丁酯更适合制备出粒径分布较为均匀的TiO2,而良好的分散性更加有利于材料的电性能。此外,无论采用哪种钛源合成TiO2/rGO复合材料,均是以少层氧化石墨烯为前驱体制备的电极材料的电化学性能更好,表明少层石墨烯更适合应用在电极材料方面。

关键词： 二氧化钛   四氧化三钴   碳材料   超细纳米晶   介孔   中空结构   锂离子电池  

摘要： 锂离子电池（LIB）由于其长循环寿命,高能量密度和出色的便携性能而成为便携式电子产品,电动汽车和固定式储能系统的主要动力源。如今,大量的研究工作致力于开发下一代负极材料以取代传统的碳质材料。本文主要研究内容是针对金属氧化物电化学性能差,例如导电性差,反应动力缓慢,放电比容量低,循环稳定性差的缺点,选取具有代表性的TiO2和Co3O4作为研究对象,采用纳米化、包覆、与高导电碳材料复合,以及中空介孔的微观结构等结构设计提高材料的循环稳定性和倍率性能。本文的研究内容和主要工作如下:（1）提出了一种可控,低成本,规模化合成泡沫状3D介孔N掺杂碳组装TiO2（P25）的材料。它采用普通商品P25作为原料,PVP作为分散剂,粘合剂和碳前驱体,沸腾产生的气泡作为模板,通过PVP包覆连接TiO2纳米颗粒有效的固化沸腾气泡以及气泡溢流通道。再通过碳化将PVP组装转变为碳组装,并且所获得的碳被少量N掺杂,这使得外层碳拥有更高的导电性。通过XRD,SEM,TEM以及BET等手段表征材料,发现合成的泡沫状P25具有丰富的介孔,单纳米颗粒组装结构和高导电N掺杂碳基体,显示出大的比表面积（91.73 m2/g）,远高于纯P25。作为锂离子电池（LIB）负极材料,泡沫状P25表现出优秀的锂储存性能,具有高的放电容量,稳定的循环性能和优异的倍率性能。通过对充放电曲线以及CV曲线对比分析,泡沫状P25比纯P25拥有更优秀的储存锂的能力,主要是因为结构的特殊设计让更大的有效表面积暴露出来,提高了锂的赝电容存储能力,这也是泡沫状P25高放电容量的主要来源。在1C电流密度下,泡沫状P25在200次循环后仍然提供223.1 mAh/g的放电容量,并且200次循环的平均放电容量达到227 mAh/g。这些优异的电化学性能应归功于独特的泡沫状结构,大大提高了普通P25的锂储存性能。该合成方法具有大规模生产泡沫状P25的巨大潜力,可用于高性能LIB的实际应用。（2）通过3-氨基苯酚与甲醛的独特聚合反应,丙酮的选择性去除效果以及简单的碳化过程,制备了掺氮介孔中空无定形碳纳米球（HCNs）。通过钛酸异丙酯的水解沉积和可控结晶,将平均尺寸为7.4 nm的超细TiO2纳米晶均匀、稀疏、紧密地锚定在HCN上。通过SEM,TEM,XRD以及EDS等手段表征材料证明了材料的高纯度,中空碳球的成功合成,超细TiO2的纳米晶小尺寸以及纳米晶和碳球的紧密结合。作为锂离子电池的负极材料,TiO2@HCN具有高的充放电容量,稳定的循环性能和优异的倍率性能。在1C循环200次后的平均放电容量为242 mAh/g,2C和5C为188和170 mAh/g。在倍率测试和随后在10C电流密度下的1500个连续循环,TiO2@HCN仍然能提供146.1 mAh/g的放电容量,具有80.6%的高容量保持率和非常低的每循环0.012%的容量衰减率。优异的储锂性能应归功于超细TiO2纳米晶尺寸和空心碳纳米球的协同效应。HCNs可充当微型集流体,将电流均匀分散到大量附着在其上的TiO2纳米晶,从而降低极化并提高高速充放电能力;超细TiO2纳米晶显著缩短了Li+扩散长度,提高了Li+扩散能力。TiO2纳米晶的所有表面都是有效暴露表面,提供了大量的电化学活性位点。这项工作可以带来对下一代高功率TiO2基锂离子电池负极结构设计和合成的新认识。（3）利用沸石咪唑酯骨架（ZIF-67）的独特结构和化学特性成功合成Co3O4纳米晶组装的介孔中空多面体纳米笼中笼结构。作为锂离子电池的负极材料,Co3O4纳米笼在纳米中显示出高比容量,在第2次循环时在0.1C时为1271 mAh/g,以及良好的循环稳定性,100次循环后容量保持率为81.6%,这可能归因于Co3O4纳米晶体和介孔中空纳米笼中笼结构对电化学性能的积极作用。

关键词： 锂离子电池   过渡金属氧化物   多级结构   粘结剂  

摘要： 过渡金属氧化物由于高理论比容量、来源丰富成为颇具前景的锂离子电池负极材料,备受研究者关注。然而,过渡金属氧化物在充放电过程中发生体积膨胀,导致电极粉碎从而造成锂离子电池循环性能差,针对这一问题,本论文通过设计合成多级结构过渡金属氧化物,调控其形貌,同时通过优化粘结剂种类,作为锂离子电池负极材料表现出优异的储锂性能。具体包括以下三部分工作:（1）以柠檬酸作为螯合剂,利用共沉淀法合成出级次结构CuO多孔微球,材料尺寸3-4μm,表面呈现多孔结构,有利于电解液与材料完全接触。作为锂电负极材料,测试其电化学性能,结果表明,0.2 A g-1电流密度下,可逆放电容量达623 mAh g-1。大电流密度2 A g-1经过200圈循环后,循环稳定性良好,可逆容量保持77.9%,如此优异电化学表现是由于CuO微球的微纳级次结构和多孔结构特点。（2）基于体系1的共沉淀方法合成出五种具有核壳空心结构的双金属氧化物微球,材料尺寸为4-5μm。该合成方法简单温和、具有普适性,为合成其他种类材料提供借鉴意义。以ZnCo2O4为例,测试其电化学性能,并比较了两种不同粘结剂羧甲基纤维素（CMC）和聚偏氟乙烯（PVDF）对电池性能的影响。结果表明,羧甲基纤维素作为粘结剂时电化学性能最优,200 mA g-1电流密度下,50圈循环后容量达到1063 mAh g-1,长循环稳定性良好,900 mA g-1电流密度下200圈循环后容量保持在839 mAh g-1,同时表现出优异倍率性能,即使在10 A g-1电流密度下仍能表现出486 mAh g-1。（3）利用水热/溶剂热合成出微米级ZnCo2O4立方体,首次将天然生物聚合物瓜尔豆胶（GG）作为粘结剂构造高面积容量和高体积容量ZnCo2O4负极。与传统粘结剂PVDF相比,水溶性粘结剂GG具有更强机械性能,且含有丰富含氧官能团,能够通过氢键、共价键等与负极材料ZnCo2O4形成强相互作用。由于上述原因,ZnCo2O4电极表现出优异循环稳定性,1200 mA g-1电流密度下循环600次后放电比容量稳定在412 mAh g-1,同时,ZnCo2O4能够作为交联剂与GG原位形成强作用网络,从而保证电极整体稳定性,因此,ZnCo2O4负极活性材料载量可达6.73 mg cm-2,从而获得高面积比容量5.6 mAh cm-2,同时得益于微米材料ZnCo2O4高振实密度2.22 g cm-3,体积比容量高达1179 mAh cm-3。

关键词： 废旧锂离子电池   钛酸锂废料   优先浸出   综合回收  

摘要： 钛酸锂作为锂离子电池的负极材料,性能优异,同时具有较高的稳定性和安全性,因此在锂离子电池负极材料中占有一席之地,主要应用于新能源汽车以及3C行业。随着新能源汽车的大规模推广,报废锂离子电池也逐渐增多,不管是废旧锂离子电池对环境的污染还是资源的综合回收,废旧锂电池的合理回收再利用都有着十分重要的意义。本文以废旧钛酸锂型锂电池负极材料为原料,使用廉价的化学试剂,结合选矿和冶金的方法,综合分离回收钛酸锂电池中的锂和钛,并分别制成碳酸锂和钛白粉。将拆解后的电池废料先通过选矿工艺进行湿磨、浮选预处理,除去废料中的碳粉以及一些电池塑料外壳,再通过稀酸“优浸法”将钛酸锂中的锂和钛分离,将含锂的浸出液浓缩除杂制备碳酸锂,含钛浸出渣通过氧化焙烧制备二氧化钛,达到了较好的工艺指标,具体步骤如下:1、预处理阶段采用选矿工艺中棒磨和浮选,通过在棒磨过程中添加硫酸铝作为絮凝剂,浮选过程中添加煤油和2#油分别作为捕收剂和起泡剂,得到精矿品位13.49回收率67%的碳质细泥。减少了电池废料中所含的碳粉和电池塑料外壳,有效提高后端的浸出和焙烧效率。2、采用“优浸法”处理预处理过后的电池废料:通过合适的酸浸条件,只把钛酸锂电池材料中的锂浸出,而钛则以偏钛酸的形式保留在浸出渣用于制备氧化钛。将电池废料通过稀酸加热搅拌,考察了酸浓度、液固比、浸出温度和时间对酸浸过程的影响。最终得到锂浸出率为90%,综合回收率达到92%,而钛的浸出率仅为1.08%,未被浸出的钛都保留在浸出渣中,通过稀酸“优浸法”选取合适的条件浸出,使钛酸锂废料达到了锂钛分离的效果,为后期的综合回收提供了良好的条件。3、将含锂浸出液制备电池级碳酸锂,先进行两道调碱除杂,通过添加饱和的碳酸钠溶液制备碳酸锂。首先将含锂酸浸液先加热浓缩至20g/L,同时调节pH至10左右将浸出液中的Mn、Ni、Ti、Ca离子沉淀出来,过滤后将得到的富含锂液,以缓慢喷洒的形式加入至饱和碳酸钠溶液中得到碳酸锂,过滤后加纯水搅洗得到纯度为99.5%的电池级碳酸锂。4、通过对浸出渣进行XRD和TG-DTA分析,探究了氧化焙烧过程中焙烧气氛,焙烧温度,焙烧时间等条件的单因素试验,通过适当的焙烧条件,将浸出渣烧制成达到国家标准的工业R1级二氧化钛。

关键词： 石墨烯   制备   锂离子电池   负极材料   金属氧化物  

摘要： 石墨烯是一种具有诸多优异物理性质的新型二维材料,其极高的比表面积与电子迁移率使其在电化学储能材料方面具有巨大的潜力。然而,常见的石墨烯制备方法成本高、产量低,且部分制备方法如氧化还原法会破坏电子结构,影响其导电能力。而对于锂离子电池负极材料而言,一方面,需要石墨烯具有完好的晶格结构,以保证其高导电能力;另一方面需要在兼顾性能的同时,降低生产成本。本课题以制备可用于锂离子电池的高性能负极材料为出发点,以天然鳞片石墨为原料,利用物理法即流体辅助超临界二氧化碳法剥离制备出石墨烯粉体。实验结果表明,剥离过程中,天然石墨的层数随着剥离次数的增加而随之减少,同时在剥离过程中会不断增加材料的缺陷。之后根据不同粒径分布区间对石墨烯进行筛分以便探索材料的最佳尺寸。电化学测试结果表明,随着剥离次数的增加,材料的负极容量也随之增加,当剥离次数为10次时,在50 m A/g的电流密度下其容量可以达到459 m Ah/g左右,高于商业石墨(400 m Ah/g)的容量。而针对不同粒径分布的电化学测试结果表明,随着粒径的减少,材料的容量随之增加,但是当材料的粒径下降到一定程度后,则基本上不再增加。当材料尺寸介于400-800目时,其电化学性能最佳,在电流密度为50 m A/g下,容量超过500 m Ah/g,高出商业石墨约25%,而在1000 m A/g的电流密度下,其容量超出商业石墨一倍。为进一步改进材料的电化学性能,实验在剥离次数为10,粒径分布为400-800目的石墨烯材料基础上制备石墨烯/氧化钴(GNS/Co O)纳米复合材料,之后针对不同氧化钴(Co O)负载比例的复合材料进行电化学性能测试。测试结果表明,随着Co O负载量的增加,锂电池的容量是不断提高的,同样地,该趋势在负载量超过11%左右后会趋缓,即容量提升效果减弱,同时考虑到材料的实际应用情况,其处于0-1 V放电电压区间的容量应最高,当负载量为11%左右时,GNS/Co O的总容量超过600 m Ah/g,而其在0-1 V区间下的容量也达到526 m Ah/g,高于其它负载量下的复合材料容量,因此可认为Co O的最佳负载量在11%左右。与此同时,该材料在电流密度为150 m A/g下循环100圈后容量并未发生衰减,表现出了优异的循环稳定性。

关键词： 环状α-Fe2O3   石墨烯   水热自组装   锂电池负极材料   储锂性能  

摘要： 锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、环境友好等优异特性被认为是最具潜力的储能技术之一,受到研究者的广泛关注。随着便携式电子产品的迅速发展,人们对锂离子电池提出了更高的要求,但目前商用锂离子电池负极材料多为石墨,其理论容量仅为372 mA h g-1,严重影响着锂离子电池的性能,因此寻找高能量密度、循环稳定性良好的负极材料成为了锂离子电池发展的关键。当前,凭借来源广泛、环境友好、成本低廉、理论比容量高等优点,氧化铁已成为一种极具应用前景的锂离子电池负极材料。然而,氧化铁因内在导电性差及在充放电过程中会有较大的体积变化,致使其存在倍率性能差、循环性能不稳定等缺点,这严重制约了其实际商业应用。针对上述不足,本论文以増强材料导电性及结构稳定性为目标,首先采用水热法合成环状α-Fe2O3,然后将其与石墨烯和石墨烯气凝胶（GAs）材料采用水热自组装还原策略进行结合构建环状α-Fe2O3基复合电极材料,其储锂性能都得到了极大提升。本工作主要分为三个部分,具体研究内容及结果如下:1、采用简单的一步水热法,以FeCl3·6H2O为铁源,选用NaH2PO4·2H2O和Na2SO4为结构导向剂,在220℃的水热条件下反应48 h制备得到α-Fe2O3纳米环（α-Fe2O3NRs）。借助XRD、SEM、TEM及BET等一系列手段分析了其组成、形貌和微观结构,并将环状α-Fe2O3作为活性材料组装成纽扣电池进行了电化学性能测试。结果显示,当α-Fe2O3纳米环作为锂离子电池负极材料时,表现出良好的储锂性能。在电流密度为100mA g-1时,其首次充放电容量达到1203.6 mA h g-1,经过100次循环后可逆比容量仍可保持在225 mA h g-1左右。2、首先通过改性Hummers法制备得到氧化石墨烯（GO）;随后将预先制备的α-Fe2O3纳米环与氧化石墨烯进行结合,采用一步水热法合成环状α-Fe2O3/石墨烯复合物（α-Fe2O3/Graphene）。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、FT-IR、XPS、TGA、BET等测试手段对样品进行了表征,此外将样品组装成纽扣电池进行相关电化学性能测试。结果表明:所制备的α-Fe2O3/石墨烯复合物为环状α-Fe2O3纳米颗粒负载在褶皱片层状石墨烯上所形成的2D多孔网络结构。电化学测试表明α-Fe2O3/石墨烯复合电极相较单独α-Fe2O3电极表现出更优异的储锂性能,特别是循环稳定性(在100 mA g-1电流密度条件下循环100次后,可逆比容量仍保持965 mA h g-1)和倍率性能(在1000 mA g-1的大电流密度下,放电比容量仍达450 mA h g-1)。3、结合石墨烯气凝胶三维网络结构和中空纳米环的优点,以制备好的α-Fe2O3纳米环和氧化石墨烯（GO）为原料,通过一步水热自组装还原及随后的冷冻干燥方法成功制备了环状α-Fe2O3/GAs复合物。利用XRD、SEM、TEM、FT-IR、Raman、XPS、TGA、及BET等对样品进行了物相、结构、形貌以及组成等表征,并通过循环伏安（CV）和恒流充放电对材料进行了电化学表征。表征结果显示该α-Fe2O3/GAs复合材料呈现石墨烯片包覆α-Fe2O3纳米环的3D多孔网络结构,且环状α-Fe2O3纳米颗粒均匀分布。相较于单独α-Fe2O3纳米环,α-Fe2O3/GAs复合物比表面积大,结构稳定,将具备优异的电化学性能。作为锂离子电池负极材料,α-Fe2O3/GAs电极在电流密度100 mA g-1下经过100次循环后,保持了1288 mA h g-1的稳定比容量。此结果表明石墨烯气凝胶（GAs）与活性材料的结合,将有助于电极材料电化学性能的显著提升,在锂离子电池应用中显示出巨大的潜力。