本文要点：
1、简单的浸渍方法将BDT添加到3DGraphene的纳米孔中制备BDT / 3DGraphene复合材料。
2、研究了3DGraphene对BDT锂离子存储性能的多重影响
成果简介
由于锂离子电池的环保，高比容量，低成本和灵活性，有机阴极材料在锂离子电池中受到越来越多的关注。但是由于固有的低电导率和在极性有机电解质中的高溶解度，它们的应用受到不良的电化学性能的阻碍。
本文南开大学化学学院陈永胜教授课题组在Carbon期刊发表名为“A 3D cross-linked graphene-based honeycomb carbon composite with excellent confinement effect of organic cathode material for lithium-ion batteries”的论文，研究通过将电化学活性8-dihydrobenzo [1,2-b:4,5-b’] dithiophene-4,8-dione (BDT)浸渍到交联三维石墨烯-制备了基于蜂窝的蜂窝状碳（3DGraphene），不仅提供了高导电性框架，而且具有来自3D石墨烯网络的大量相互连接的孔，而且同时克服了有机阴极材料的两个典型缺点。
纳米孔的出色限制作用以及BDT与3D石墨烯之间的强π-π相互作用很大程度上避免了BDT在电解质中的溶解。因此，所获得的BDT / 3D石墨烯复合材料显示出良好的倍率性能和循环稳定性及高的可逆比容量。
图文导读
图1。BDT / 3D石墨烯复合材料的制造示意图
图2。（a）3D石墨烯和BDT / 3D石墨烯复合材料的质量比为（b）1：1，（c）1.5：1，（d）2：1SEM图像。
图3。（a）各种质量比的3D石墨烯和BDT / 3D石墨烯的氮吸附/解吸等温线和（b）孔径分布。
图4。（a）BDT / 3D石墨烯复合材料的EDS元素映射；
（b）3D石墨烯，BDT粉末和BDT / 3D石墨烯复合物的XRD图谱和
（c）拉曼光谱；（d）BDT和制备的BDT / 3D石墨烯复合材料的TGA曲线。
图5。（a）前三个循环中BDT / 3D石墨烯的CV曲线，扫描速率为0.1 mV s -1（插图：拟议的BDT电化学氧化还原机理）；
（b）在第一，第二和第三循环中，BDT / 3D石墨烯复合材料在0.1C下的充放电曲线；
（c）BDT / 3D石墨烯复合物和BDT的速率能力；
（d）BDT / 3D石墨烯和BDT在0.5 C下的循环性能和相应的库伦效率。
表1、有机阴极复合材料的电化学性能汇总
图6。第100次循环前后BDT / 3D石墨烯和BDT的电化学阻抗谱。
以上所有结果表明，由于以下原因，具有高电导率和独特的微观结构的3D石墨烯可以有效地增强BDT的电化学性能。
首先，填充在3DGraphene纳米孔中的BDT以非晶态高度分散，因此为电化学反应提供了更多的活性位点，并能够充分利用活性材料。
其次，由于丰富的3D石墨烯相互连接的纳米孔的约束作用以及3D石墨烯与BDT之间的强π-π相互作用，可以有效地限制BDT在电解质中的溶解。
总之，高导电性的基于石墨烯的多孔碳骨架有助于电子和锂离子通过整个电极的传输。
小结
通过将电化学活性BDT轻松浸渍到3D石墨烯基蜂窝碳基质的纳米孔中制备BDT / 3D石墨烯复合材料。所有特征表明，处于无定形且高度分散状态的BDT已成功加载到3DGraphene的互连孔中。BDT / 3D石墨烯复合材料显示出优异的电化学结果，在0.1 C 时可逆容量超过210 mAh g -1，良好的速率容量（4.0 C 时100 mAh g -1与40 mAh g -1对于BDT），并在0.5 C的温度下稳定循环80％的容量保持率（对于BDT仅约为14％）持续200个循环。BDT / 3DGraphene性能的提高可归因于引入3DGraphene作为基质，它同时提高了电导率并抑制了BDT的溶解。而且，在这项工作中使用的方法可以应用于具有固有的低电导率和在有机电解质中的高溶解度的相同问题的其他有机阴极材料。
参考文献：
A 3D cross-linked graphene-based honeycomb carbon composite with excellent confinement effect of organic cathode material for lithium-ion batteries
