石墨烯锂电池的原理是什么？它正负极材料方面的优势有哪些？

石墨烯锂电池原理

石墨烯，是由碳原子组成的单原子层平面薄膜，厚度仅为0.34纳米，单层厚度相当于头发丝直径的十五万分之一。是目前世界上已知的最轻薄、最坚硬的纳米材料，透光性好，能折叠。自问世以来，就因为其强大的导电性能被看做革命性的储能材料，按照新国标检测，其循环寿命达4000次以上，使用温度范围从零下30摄氏度至零上70摄氏度。在保证一定续驶里程的基础上，可实现大电流快速充电和超长的循环使用寿命。

铜离子具有双重正电荷，穿过溶液的速度约每秒300米，因为溶液在室温下的热能量。当锂离子猛烈撞入石墨烯带时，碰撞会产生足够的能量，使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择：可以离开石墨烯带，和铜离子结合，也可以穿过石墨烯，进入电路。

流动的电子在石墨烯中更快，超过它穿过溶液的速度，所以电子自然会选择路径，穿过电路。释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面，而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的。

石墨烯锂电池正负极材料方面的优势

1)石墨烯具有超大的比表面积(2630m2/g)，可降低锂电池极化，从而减少因极化造成的能量损失。

2)石墨烯具有优良的导电和导热特性，即具备良好的电子传输通道和稳定性。

3)石墨烯片层的尺度在微纳米量级，远小于体相石墨的，这使得Li+在石墨烯片层之间的扩散路径缩短；片层间距的增大也有利于Li+的扩散传输，有利于锂离子电池功率性能的提高。