鋰離子電池具有開路電壓高 能量密度大 使用壽命長 無記憶效應 無污染以及自放電率小等優(yōu)點， 成為近年來研究發(fā)展迅速的新一代二次電池之一。

 

石墨烯是一種單原子層厚度的石墨材料， 具有獨特的二維結構和優(yōu)異的電學 力學以及熱學性能 同時它也是一種具有良好應用前景的鋰離子電池電極材料 電極材料的微觀結構對其性能有很大影響， 利用石墨烯獲得具有特殊形貌和微觀結構的電極材料， 能有效改善材料的各項電化學性能 。

 

 

石墨烯具有大理論比表面積( 2 600 m2/ g)和蜂窩狀空穴結構， 因而有較高的儲鋰能力 此外， 材料本身的高電子遷移率 ( 15 000 cm2/ ( V s) )，突出的導熱性能( 3 000 W/ ( m K) )， 良好的化學穩(wěn)定性以及優(yōu)異的力學性能( 拉伸模量 1. 01 TPa)， 使其作為復合電極材料的基體更具有突出優(yōu)勢。目前制備石墨烯的方法主要有 4 種: 微機械力剝離法 化學氣相沉積法 化學還原氧化石墨法和熱膨脹法。微機械力剝離法和化學氣相沉積法可以獲得有良好微觀形貌的單層石墨烯， 但方法復雜，且僅能獲得少量石墨烯， 不適合石墨烯的大規(guī)模生產和應用?；瘜W還原法是將氧化石墨烯通過水合肼或者其他還原劑還原制備石墨烯薄片的方法 。氧化石墨烯是 通 過 Hummers 法，Brodie 法或 者Staudenmaie 法從天然石墨剝離獲得 這種方法。這種方法簡單， 能大量制備石墨烯， 但由于過程中引入了含氧基團， 最終石墨烯含有的殘留含氧基團影響了其電化學性能， 導致石墨烯在溶劑中分散性能變差， 發(fā)生不可逆團聚， 造成石墨烯層厚度增加。通過熱膨脹法剝離氧化石墨也能獲得形貌規(guī)整的單層石墨烯， 但反應條件苛刻: 為達到石墨烯片層完全剝離為單層/少層結構， 通常需要快速升溫至1000℃，這樣的反應條件能耗大且不易控制，而改進后的低溫高真空的熱膨脹剝離法，能在200℃高真空條件下剝離得到單片層石墨烯。

 

 

石墨烯具有特殊的原子結構和電子結構，作為鋰離子電池的電極主要有以下幾個特點：石墨烯具有優(yōu)良的導電和導熱特性,具有良好的電子傳輸通道, 而良好的導熱性能也確保了其在使用中的穩(wěn)定性；可配合模溫機操作使用，加熱器是指通過模溫機加熱導熱油，將熱能間接傳遞給物料，從而控制反應物料溫度的加熱設備，其高使用溫度可達350℃。特點是控溫精度高，導熱速度快。

 

石墨烯作為鋰離子電池電極材料的研究已取得較豐富的成果 但為了能夠滿足在實際運用中對電池的循環(huán)壽命 快速大電流充放電 高比容量等需求，應該加強以下幾個方面的研究:

 

（1）為材料的商品化大規(guī)模生產應用， 需注重石墨烯的制備工藝的低成本化， 設計大規(guī)模生產石墨烯的制備工藝；

 

（2）提高石墨烯及其復合電極材料的高倍率性能和循環(huán)壽命，使其能滿足實際應用需求；

 

（3）深入研究石墨烯的儲鋰機理及其復合材料中的微觀形貌與電化學性能之間的關系， 深入研究石墨烯的尺寸 結構 缺陷以及孔徑等對電化學性能的影響。