淺談石墨烯對(duì)動(dòng)力電池性能提升
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-02 14:19
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完美的石墨烯具有非常好的性能，因此石墨烯被認(rèn)為在眾多領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用。但要想獲得好的應(yīng)用，最重要的是在成本不高的情況下獲取高質(zhì)量的石墨烯。石墨烯的制備有五種主要的方法，其中化學(xué)剝離和化學(xué)氣相沉積的方法可以控制總量，成本相對(duì)來(lái)說(shuō)可以節(jié)省。
石墨烯由于具有二維結(jié)構(gòu)、超薄的特點(diǎn)，又具有高導(dǎo)電、高力學(xué)性能、大比表面積、易功能化、穩(wěn)定性好等特征，因而可以在電池或其他器件里得到比較好的應(yīng)用。它的應(yīng)用方面包括活性物質(zhì)、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、催化劑、界面材料、基體材料等，應(yīng)用的器件也不僅限于鋰離子電池等金屬電池，也包括超過(guò)電容器甚至柔性的儲(chǔ)能器件。
以下是石墨烯目前的一些研究進(jìn)展，目前尚未到應(yīng)用的層面:
第一，在鋰離子電池和超級(jí)電容器里面的應(yīng)用。首先石墨烯可作為金屬集流體的涂層材料，也可作為導(dǎo)電添加劑。此外，石墨可以做負(fù)極，石墨烯是不是也可以？經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)石墨烯確實(shí)有很高的容量，但是不可逆容量也很高，應(yīng)用效率很低，因而很難使用石墨烯做負(fù)極。但是石墨烯的高比表面積、豐富的官能團(tuán)也有可能作為另外一種應(yīng)用，就是與高容量材料進(jìn)行復(fù)合或雜化，在早期的時(shí)候就想到能否將石墨烯與氧化物進(jìn)行復(fù)合，利用石墨烯來(lái)抑制氧化物的團(tuán)聚、體積變化和石墨烯的再堆疊，同時(shí)石墨烯也會(huì)形成很好的柔性的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
由于石墨烯有很多缺陷，氧化物很容易在上面形成均勻的氧化顆粒，從而提高性能和容量。它的結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，合成也很簡(jiǎn)單，就是石墨烯溶液，將氧化物放進(jìn)去，氧化物很容易合成，形成復(fù)合材料。
第二，石墨烯在鋰硫電池的應(yīng)用，目前這方面的研究很活躍。面對(duì)著低含量和低硫擔(dān)載量的問(wèn)題，石墨烯可以在改進(jìn)鋰硫電池方面發(fā)揮應(yīng)用，比如說(shuō)限域或者是化學(xué)結(jié)合的方式，也可以通過(guò)繼承電極結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)。
第三，石墨烯在儲(chǔ)能里面的可能應(yīng)用。石墨烯材料可用于各種不同的儲(chǔ)能器件中，也可以起不同的作用，但是目前的研究發(fā)現(xiàn)，好像沒(méi)有能夠做到充電八分鐘跑一千公里的可能性。
