石墨烯鋰電池正負極材料方面的優(yōu)勢分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-12 07:38
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石墨烯鋰電池正負極材料方面的優(yōu)勢
1)石墨烯具有超大的比表面積(2630m2/g)，可降低鋰電池極化，從而減少因極化造成的能量損失。
2)石墨烯具有優(yōu)良的導電和導熱特性，即具備良好的電子傳輸通道和穩(wěn)定性。
3)石墨烯片層的尺度在微納米量級，遠小于體相石墨的，這使得Li+在石墨烯片層之間的擴散路徑縮短；片層間距的增大也有利于Li+的擴散傳輸，有利于鋰離子電池功率性能的提高。
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業(yè)化應用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先實現商業(yè)化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源鋰電池領域。
純石墨烯材料由于低、首次循環(huán)庫侖效率充放電平臺較高以及循環(huán)穩(wěn)定性較差，并不能取代目前商用的碳材料直接作為鋰離子電池負極材料使用。但石墨烯可以作為一種優(yōu)異的基體材料在鋰電池復合電極材料中發(fā)揮更大的作用。將石墨烯與天然石墨、碳納米管、富勒烯等碳材料復合，能利用石墨烯的特殊片層結構，改善材料的力學性能和電子傳輸能力。同時，摻雜后的石墨烯片層間距增大，提供更多的儲鋰空間。
此外，石墨烯還可以用于改性其他非碳基負極材料。目前研究的鋰電池非碳基負極材料主要有錫基、硅基以及過渡金屬類為主的電極材料，這類材料具有高理論容量，但其缺點是在嵌鋰/脫鋰過程中體積膨脹收縮變化明顯。石墨烯摻雜改性后的復合材料能改善這兩種材料單獨使用時的缺點。
●應用優(yōu)勢
1.石墨烯片層柔韌，可有效緩沖金屬類電極材料的體積膨脹；
2.石墨烯優(yōu)異的導電性能可以增強金屬電極材料的電子傳輸能力；
3.石墨烯表面的活化核點能控制在其表面生長的金屬氧化物顆粒保持在納米尺寸，改善材料的倍率性能；
4.復合材料的比容量相對于純石墨烯有較大提高；
