随着能源紧缺和环境问题的日益凸显,世界各国开始开发一系列的新能源,包括风能、太阳能、潮汐能等,而这些新型能源需要转换系统转化为稳定的能源并进行存储,锂离子电池作为这些新能源存储和输出的环节,并因为其拥有一系列的优点被广泛研究。其中,负极材料是决定锂离子电池性能的重要组成部分,石墨作为应用较广泛的负极材料之一,具有可以在工业生产中量产,且成本较低的优点,但是,石墨做锂离子电池的负极材料,仍会存在一些缺陷,如充放电过程中形成SEI膜,消耗部分锂离子,造成容量损失,实际比容量低于理论值,不能满足人类对锂离子电池高能量密度的需求,另一方面,石墨的层间距为0.34 nm,小于锂-石墨化合物的层间距0.37 nm,所以在锂离子反复的脱嵌过程中,可能会出现石墨层剥落现象,从而降低电池的使用寿命。由于石墨存在以上缺点,所以对其性能进行优化来满足实际应用要求。本实验室制备了大鳞片石墨,纯度达到99.9%,并且与市售的商业化石墨进行对比,其晶体结构规整,缺陷低,适合做电池活性电极材料。在此基础上,对大鳞片石墨进行改性,主要研究内容如下:1.将大鳞片石墨进行氧化,得到片层距离增大的可膨胀石墨,然后利用超声超临界流体法,将超临界二氧化碳分子插入可膨胀石墨中,泄压时,利用强大的冲击力打开石墨片层结构,得到层数较少的石墨和石墨烯片层分子,即制备得到超规整的石墨/石墨烯复合材料（sr-GG）,然后通过SEM、TEM对复合材料的形貌进行表征,通过XRD、XPS、FTIR对复合材料的晶体结构进行表征,并且用拉曼、AFM等对复合材料中的石墨烯进行表征。2.将sr-GG复合材料应用在锂离子电池的负极材料中,在100mA·g-1电流密度下循环至500圈时,可逆比容量为537.1 mAh·g-1,库伦效率为99.5%。倍率性能测试过程中,先循环340圈,然后在100 mA·g-1电流密度下,平均可逆比容量为536.51 mAh·g-1,电流密度再次恢复到100 mA·g-1时,平均可逆比容量为531.71 mAh·g-1,与前期相比,可逆比容量变化不大,表明制备得到的sr-GG具有较好的循环性能和倍率性能,比起单独使用石墨做锂离子电池的负极材料,即使与理论比容量372 mAh·g-1相比,其充放电比容量仍然提高159.71 mAh·g-1。3.对石墨/石墨烯复合材料进行掺杂改性及性能测试。在sr-GG中加入导电炭黑Super-P,制备石墨/石墨烯/Super-P复合材料（sr-GG/S）。片状的sr-GG和颗粒状的Super-P达到面点接触效果,降低电池内部的接触电阻,提高了复合材料的可逆比容量。用FE-SEM对sr-GG/S进行形貌的表征,用XRD分析了掺杂Super-P以后复合材料的结构。同时研究了 Super-P添加量对sr-GG的影响,实验结果表明,Super-P的添加量为10%时,对提高sr-GG的可逆比容量最显著,在电流密度为100 mA·g-1的条件下,循环至500次时,可逆比容量为752.41 mAh·g-1,比未改性前增大215.31 mAh·g-1。结果证明,Super-P的掺杂可以有效改善复合材料的电化学性能。