EES：硫辅助大规模合成石墨烯微球助力高性能钾离子电池

高质量石墨烯的大规模低成本制备方法对于推进储能及其他领域中石墨烯基的应用至关重要。

有鉴于此，湖南大学鲁兵安教授，中山大学王成新教授，美国克莱姆森大学Apparao M.Rao报道了一种硫辅助方法，成功将四苯基锡的苯环转化为高纯度的结晶石墨烯（三维层状石墨烯，FLGMs）。

文章要点

1）研究人员将市售的硫和四苯基锡粉末以50:50 wt％的比例混合，然后在Ar气氛下，通过650 ℃的热退火逐渐聚合成石墨烯。从硫中释放的单线态S₂逐渐捕获四苯基锡苯环上的H原子，生成H₂S，从而生成石墨烯、H₂S和SnS₂。在2000 ℃的高温退火120分钟后，石墨烯中的结构缺陷被修复，同时去除了副产物SnS₂，从而获得了FLGMs。此外，在实验室规模上，研究人员在一次运行中获得了约5 g的FLGMs。

2）所制备的石墨烯具有三维结构，并且表现出优异的电子迁移率和低的片间接触电阻，在储能应用中极具潜力。对于钾离子电池，FLGM基负极表现出低放电平台（平均放电平台约为0.1 V），在50 mA g^-1时具有285 mAh g-1的高初始容量以及高倍率性能（在100 mA g^-1时，容量达到252 mAh g^-1，在1000 mA g^-1时为容量达到95 mAh g^-1）。此外，FLGM基负极具有出色的循环稳定性，在200 mA g^-1的1000次循环后没有容量损失。

这种工艺不需要衬底，并且可扩展用于石墨烯的连续或半连续生产，为石墨烯基能量存储器件的应用铺平了道路。

参考文献

Qingfeng Zhang, et al, Sulfur-assisted Large-scale Synthesis of Graphene Microspheres for Superior Potassium-ion Batteries, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D0EE03203D

https://doi.org/10.1039/D0EE03203D