池正负极材料方面的应用。试验的结果显示:
(I)将部分还原的石墨烯氧化物应用于锂离子电池正极材料，利用含氧基团作为脱嵌锂的活性位点，表现出极为优异的电化学性能。
[0027](2)将部分还原的石墨烯氧化物应用于锂离子电池负极材料，利用含氧基团所提供的缺陷位以及还原氧化石墨烯结构的储锂优势，表现出极为优异的电化学性能，其可逆容量及循环稳定性优异于目前的商业石墨以及纯的石墨烯负极材料。
[0028](3)功能化石墨烯作为锂离子电池正负极材料时，其表面的含氧基团越多，提供的缺陷位及嵌锂活性位点越多，其储锂容量越大，然而过多的含氧量导致其较差的导电性从而降低其电化学性能，可通过调控石墨烯氧化物的还原程度综合调控其含氧基团数量和导电性，从而优化其电化学性能。
[0029]本发明分别将所制备的还原氧化石墨烯作为正极、负极活性物质，和天然炭黑、粘结剂PVDF (聚偏氟乙烯)以一定的比例(8:1:1)制备成锂离子电池正极和负极材料。
[0030]制备的步骤为:
(1)按照8:1:1的比例分别称取电极活性物质、天然炭黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)进行混合并充分研磨(时间3h);
(2)将上述糊状混合物分别均匀涂布于铝箔和铜箔上，其中涂布于铝箔上以获得正极极片，涂布于铜箔上以获得负极极片。100°C下真空干燥12h ；
(3)分别将上述负载有电极材料的铝箔和铜箔裁剪成所需大小的电极片，在手套箱中组装成扣式电化学模拟半电池，其中对比电极为金属锂片。
[0031]对电极材料的电化学性能测试如下:
将正极极片在手套箱中组装成CR2032型扣式模拟半电池，进行恒电流充放电测试，以测试其可逆比容量和循环性能。测试条件为:电压范围:1.5-4.5V ;电流密度:50 mA/g ;循环圈数:100圈。
[0032]将负极极片在手套箱中组装成CR2032型扣式模拟半电池，进行恒电流充放电测试，以测试其可逆比容量和循环性能。测试条件为:电压范围:0.01~3V ;电流密度:100 mA/g ;循环圈数:100圈。
[0033]由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点和创新:
(O采用天然石墨为原料，成本低廉，采用改良Hmnmers法结合简单的水热法和溶剂热法制备部分还原的还原氧化石墨烯(RGO)结构稳定，质量较高。
[0034](2)可选用水、乙二醇、柠檬酸钠等绿色还原剂，环保经济，所制备的还原氧化石墨烯(RGO)的还原程度及表面的含氧基团的数量可调可控。
[0035](3)所制备的RGO含有丰富的含氧官能团(羰基、羟基、羧基等)，应用于锂离子电池正极材料时，具有较高的放电比容量、优异的倍率性能和良好的循环稳定性(50mA/g电流密度下循环100圈后可逆比容量保持250 mAh/g以上)，优于目前的商业钴酸锂材料(实际容量140 mAh/g)； (4)所制备的RGO应用于锂离子电池负极材料时，由于其缺陷位的大量存在以及其三维的结构特征，表现出优于商业石墨材料和石墨烯负极的可逆比容量，并且其循环稳定性得到极大提高(100mA/g电流密度下循环100圈后可逆比容量达900 mAh/g。
[0036]【附图说明】:
图1 a、b、c分别为氧化石墨烯、乙二醇还原氧化石墨烯和水溶剂水热还原的还原氧化石墨烯的SEM (扫描电镜)图，图1d为水溶剂水热还原的还原氧化石墨烯的TEM (透射电镜)图；可以观察到氧化石墨烯呈多褶皱的薄片状结构，经过部分还原后的还原氧化石墨烯片状变薄变小，并且呈现许多纳米至微米级别的孔隙状结构，TEM图显示为透明的薄纱状结构，具有石墨烯典型的形貌特征。
[0037]图2为还原氧化石墨烯及氧化石墨烯的红外光谱(FTIR)图，均为实施例1所使用的氧化石墨(GO)和所制备的还原氧化石墨烯样品的测试结果，可以看出还原氧化石墨烯表面含氧官能团相比氧化石墨稀大量减少，但是得到了部分的保留，同时可以看出延长水热反应时间，还原程度会更高，残留的含氧基团越少。
[0038]图3为实施例1所制备的三种样品的XPS全谱图，可以看出随着水热反应时间的延长，氧含量减少，这和FTIR测试的结果一样。
[0039]图4a为实施例4所用氧化石墨烯(GO)和三种还原氧化石墨烯(RGO)样品作为锂离子电池正极材料的循环性能曲线图。其中RGO-1为水热还原Ih的样品，RGO-1I为水热还原6h的样品，RGO-1II为水热还原12h的样品，可以看出氧化石墨烯作为正极材料其放电比容量较低，循环性能相比部分还原的氧化石墨烯较差；而经过水溶剂热还原的还原氧化石墨烯表现出极高的比容量，且循环稳定性能优异；并且其还原的氧化石墨烯表面含有的含氧官能团越多，其比容量越大，Ih还原的样品RGO-1比容量达到280mAh/g，且循环稳定性很好。
[0040]图4b为实施例4中样品RGO-1测试倍率性能时的充放电曲线图，充放电电流密度分别为50mA/g，100mA/g, 200mA/g, 400mA/g,电流密度为400 mA/g时，其可逆放电比容量仍达到175 mAh/g,表现出极为优异的倍率性能，可实现大电流充放电。
[0041]图5为实施例5所测试的3个样品作为锂离子电池负极材料的循环性能曲线图。可以看出6h水热还原的样品RGO-1I表现出最为优异的性能，其首圈放电比容量达到2560mAh/g,虽然初始几圈出现了不可逆容量，但是经过100圈充放电循环后，其放电比容量仍稳定在900 mAh/g以上，具有优异的储锂性能和循环稳定性。
[0042]
【具体实施方式】
[0043]以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料天然炭黑、粘结剂PVDF均有市售，其他的如无特殊说明，均为试剂商店购买得到的。
[0044]下面结合附图，对本发明的较佳实施例进行进一步的详细说明。
[0045]实施例1
第一个例子:(I)第一步，改良Hummers法制备氧化石墨:1、分别称取Ig石墨粉和
0.5gNaN0#9匀混合；2、冰水浴条件下，加入5mL浓H 404搅拌均匀，并缓慢加入1.5g KMnO 4搅拌I小时；3、室温下搅拌5天后，加入50mL浓度为5%的H2SO4搅拌I小时；4、加入适量(3mL左右)双氧水(H2O2)搅拌至溶液不出现气泡为止；5、清洗，在4000mL的大烧杯中用10%的HNO3清洗2次，然后用5%的HNO 3清洗2次；6、加去离子水离心清洗至pH=7，所得溶液在常温25°C下鼓风干燥即得氧化石墨。
[0046]第2个例子:(2)第一步，改良Hummers法制备氧化石墨:1、分别称取5g石墨粉和5gNaN0#^匀混合；2、冰水浴条件下，加入10mL浓H #04搅拌均匀，并缓慢加入20g KMnO 4搅拌5小时；3、室温下搅拌2天后，加入500mL浓度为2%的H2SO4搅拌5小时；4、加入适量(20mL左右)双氧水(H2O2)搅拌至溶液不出现气泡为止；5、清洗，在4000mL的大烧杯中用5%的HNO3清洗4次，然后用3%的HNO 3清洗3次；6、加去离子水离心清洗至pH=7，所得溶液在常温25°C下鼓风干燥即得氧化石墨。
[0047]第二步，水溶剂水热还原氧化石墨烯:1、制备得到的氧化石墨充分研磨得到棕黄色的粉末(氧化石墨)；2、称取一定量氧化石墨粉分散于一定量的去离子水中，经过超声波细胞粉碎仪超声剥离30min获得浓度为3mg/mL的氧化石墨烯分散液；3、将上述分散液于离心机中10000转/分钟的转速下离心30min，去除离心下来的杂质；4、分别量取40mL的氧化石墨烯分散液置于3个50mL容量的聚四氟乙烯反应釜中，3个反应釜分别在180°C温度下反应lh、6h和12h ;5、所得到的产物冷冻12h后于真空冷冻干燥机中干燥24h即得还原氧化石墨烯(RGO)产品，分别命名为RGO-1、RGO-1I和RGO-111。
[0048]实施例2
第一步同实施例1第一个例子:(I)
第二步，柠檬酸钠油浴回流法还原氧化石墨烯:1、制备得到的氧化石墨充分研磨得到棕黄色的粉末(氧化石墨);2、称取200mg氧化石墨粉分散于10mL的去离子水中，经过超声波细胞粉碎仪超声剥离30min获得浓度为2mg/mL的氧化石墨烯分散液；3、将上述分散液于离心机中10000转/分钟的转速下离心40min，去除离心下来的杂质；4、称取2g柠檬酸钠加入上述氧化石墨烯分散液中，在剧