本发明提供了一种三维石墨烯‑C3N4复合材料及其制备方法和应用、半电池,属于锂离子电池技术领域。本发明使用三维石墨烯骨架作为三维锂金属电极基底,使用双氰胺作为合成C3N4的前驱体,通过冷冻干燥‑煅烧的方法,在氧化石墨烯还原的同时,在其表面原位生长一层C3N4薄膜,构成石墨烯‑C3N4异质结界面。原生长的方式使C3N4层与石墨烯基底之间实现了牢固的结合,提高稳定性;同时C3N4层特有的孔道结构能够保证Li离子的快速穿过,能够作为性能优异的人工SEI层,改善锂金属负极的界面稳定性,提高电化学性能。
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