1、鋰離子電池具有能量密度高、環(huán)境友好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，在移動通訊等便攜電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。最近石墨烯的發(fā)現(xiàn)，其獨特的二維平面結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導(dǎo)電性，極大的促進(jìn)了在鋰電池電極材料中鋰離子的脫嵌能力，從而受到了人們的廣泛關(guān)注。目前大量文獻(xiàn)中所報導(dǎo)的石墨烯基復(fù)合材料均以金屬或金屬氧化物同石墨烯的復(fù)合材料，由于兩者結(jié)構(gòu)的不匹配，導(dǎo)致作為鋰離子電池負(fù)極材料的循環(huán)性能不令人滿意。本論文首次提出了類石墨烯(Graphene-like)過渡金屬硫化物

2、（MoS2和SnS2）與石墨烯(Graphene)的納米復(fù)合材料的設(shè)計和制備方法，并深入研究了其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)儲鋰性能，探討了類石墨烯過渡金屬硫化物/石墨烯復(fù)合材料的形成機(jī)理，以及制備條件對類石墨烯過渡金屬硫化物/石墨烯納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)脫嵌鋰性能的影響。
　　 通過簡單的液相-燒結(jié)法制備出類石墨烯MoS2與無定形碳的復(fù)合材料。首先以鉬酸鈉、硫脲和葡萄糖為前驅(qū)體合成出MoS2/C復(fù)合材料，再經(jīng)過氮氣保

3、護(hù)800℃熱處理2小時后，制備得到類石墨烯MoS2/無定形碳復(fù)合材料。產(chǎn)物經(jīng)XRD、SEM、EDX和HRTEM驗證，類石墨烯MoS2以單分子層形式均勻的分散在無定形碳中，相毗鄰的類石墨烯MoS2片層之間的層間距為～1.0nm。初步研究了類石墨烯MoS2/無定形碳復(fù)合材料的形成機(jī)理。經(jīng)電化學(xué)性能測試，類石墨烯MoS2/無定形碳復(fù)合材料顯示了很高的儲鋰容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。在所有對比的樣品中，以在反應(yīng)過程中添加1.0g葡萄糖制備的類石墨烯

4、MoS2/無定形碳復(fù)合材料性能最佳，最高可逆容量達(dá)962mAh/g，而且在100次循環(huán)后容量仍有912mAh/g。我們將其歸因于單層MoS2的特殊結(jié)構(gòu)以及與無定形碳之間的協(xié)同效應(yīng)。
　　 為了進(jìn)一步改善類石墨烯MoS2/無定形碳復(fù)合材料的電化學(xué)儲鋰性能，尤其是提高其高倍率充放電性能，我們在復(fù)合材料引入了石墨烯，用類似的方法合成出單層MoS2、石墨烯和無定形碳的納米復(fù)合材料(SL-MoS2/G@a-C)，產(chǎn)物經(jīng)XRD、SEM、ED

5、X和HRTEM系統(tǒng)的表征發(fā)現(xiàn)，單層的MoS2和石墨烯納米片高度均勻的分散在無定形碳中，研究了其形成的機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，這種SL-MoS2/G@a-C復(fù)合材料不僅顯示了更高的可逆容量，同時也顯示了很好的循環(huán)性能和倍率性能。在所有的SL-MoS2/G@a-C復(fù)合材料中，SL-MoS2/G@a-C(1:1)樣品顯示了最高的可逆容量1116mAh/g，250次循環(huán)后容量幾乎沒有衰減，即使在大電流密度1000mA/g下，其可逆容量仍高達(dá)850mAh

6、/g，并且也沒有明顯的容量衰減，其高倍率充放電特性得到顯著改善。
　　 通過原位水熱合成的方法，以鉬酸鈉、硫脲和經(jīng)改良Hummers法制備的氧化石墨烯為原料，一步直接制備了MoS2/石墨烯的復(fù)合材料。通過XRD、SEM、TEM和EDX對不同比例的樣品進(jìn)行了測試和表征，發(fā)現(xiàn)這種原位還原法使得MoS2層在石墨烯表面生長，從而形成MoS2/石墨烯納米片復(fù)合材料。經(jīng)電化學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)，此復(fù)合材料具有格外高的可逆容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。其

7、中，樣品MoS2/GNS(1:2)顯示了超高的可逆容量1300mAh/g，而且同時具有很好的循環(huán)性能和倍率性能，我們把這種現(xiàn)象歸因于MoS2和石墨烯之間的協(xié)同效應(yīng)。
　　 采用L-半胱氨酸輔助液相合成法，以鉬酸鈉、氧化石墨烯、L-半胱氨酸為原料，制備出層狀的MoS2/G復(fù)合材料，再經(jīng)氮氣保護(hù)800℃熱處理2小時。通過XRD、SEM、TEM和EDX對不同比例的樣品進(jìn)行了測試和表征，并系統(tǒng)研究了石墨烯含量對復(fù)合材料微觀形貌及晶體結(jié)構(gòu)

8、的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)MoS2與石墨烯摩爾比為1:2時，其產(chǎn)品形貌為完美的三維花狀結(jié)構(gòu)。同時由于石墨烯的介入，使得MoS2晶型沿c軸方向的生長被抑制，大大削弱了(002)面衍射峰的強(qiáng)度，形成少層數(shù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。熱處理后的MoS2/G復(fù)合材料顯示了高的可逆容量和循環(huán)性能，其中具有完美三維花狀的MoS2/G(1:2)樣品具有最高的可逆容量1100mAh/g，而且在100次循環(huán)后容量沒有任何衰減，在大電流充放電下也顯示了很好的循環(huán)性能。MoS2/G復(fù)合

9、材料優(yōu)異的電化學(xué)性能歸因于堅實的三維復(fù)合結(jié)構(gòu)和MoS2和石墨烯之間的協(xié)同效應(yīng)。
　　 采用SnC14、L-半胱氨酸和氧化石墨烯為原料，通過一步水熱法成功制備出少層數(shù)的SnS2/石墨烯復(fù)合材料，經(jīng)XRD、SEM、TEM和EDX測試和表征發(fā)現(xiàn)，含有大量缺陷或無序結(jié)構(gòu)的少層數(shù)SnS2附載在石墨烯表面形成由很多納米片組成的三維球狀FL-SnS2/G復(fù)合材料。經(jīng)電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，這種少層數(shù)SnS2/G復(fù)合材料可逆容量高達(dá)920mAh/g，同

10、時具有優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能。經(jīng)電化學(xué)阻抗譜驗證，石墨烯的介入確實提高了復(fù)合材料中的電子電導(dǎo)率和電子快速遷移能力，能夠促進(jìn)鋰離子更快的脫嵌。
　　 以SnCl4和L-半胱氨酸為反應(yīng)物，以乙二醇和水混合溶液作反應(yīng)溶劑，通過微波輔助合成的方法，在很短的時間內(nèi)制備了SnS2/SnO2復(fù)合材料。樣品通過XRD、SEM、TEM和EDX進(jìn)行表征，并討論了Sn4+離子和L-半胱氨酸的摩爾比例對產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)摩爾比Sn