锂电池现在制约其主要能量密度的因素是是什么？
来源：宝鄂实业
2019-05-17 15:13
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锂电池现在制约其主要能量密度的因素是正极材料，而石墨烯材料本身并不具有正极材料的性质（至少目前来看，偶有文献会提到石墨烯中含氧官能团可以提供氧化还原反应的能力，但其实官能团稳定性不高），所以石墨烯在锂电池中主要作为负极。以其质量轻和高容量的特点可以间接提高整体电池的单位质量的能量密度。而最大的问题在于两个方面，第一，高质量石墨烯的大规模制备及分散实质上存在很大的问题，所以石墨烯的理论性质都发挥不出来，实验室水平的各种改性并不能在短期内实现大规模的制备；第二，石墨烯材料做负极时，其库伦效率非常低，这也是目前锂离子负极材料非常头疼的问题。
另外一方面，石墨烯可以作为电容器的材料，如超级电容器，或者锂离子电容。但是目前的石墨烯超级电容器材料实质上并非是从石墨剥离得到的石墨烯材料，而是从其他含碳材料高温碳化活化制备的多孔石墨烯材料用作目前的超级电容器，所以目前石墨烯材料在规范用语上也有很大的问题，虽然石墨烯理论容量高，但目前的制备工艺并不能制备超高质量的石墨烯，因此超级电容器材料主要使用多孔石墨化碳，而并非石墨烯。就锂离子电容而言，目前存在的问题大多在这个体系本身，即使在基本研究中，石墨烯这个材料并不能提出颠覆性的革新。
忘了说，还有一方面的就是目前的石墨烯主要还是用作导电炭黑的替代物，作为锂离子电池中的导电添加剂，所以说目前市面上的石墨烯电池是借用概念。
另外一方面，石墨烯可以作为电容器的材料，如超级电容器，或者锂离子电容。但是目前的石墨烯超级电容器材料实质上并非是从石墨剥离得到的石墨烯材料，而是从其他含碳材料高温碳化活化制备的多孔石墨烯材料用作目前的超级电容器，所以目前石墨烯材料在规范用语上也有很大的问题，虽然石墨烯理论容量高，但目前的制备工艺并不能制备超高质量的石墨烯，因此超级电容器材料主要使用多孔石墨化碳，而并非石墨烯。就锂离子电容而言，目前存在的问题大多在这个体系本身，即使在基本研究中，石墨烯这个材料并不能提出颠覆性的革新。
忘了说，还有一方面的就是目前的石墨烯主要还是用作导电炭黑的替代物，作为锂离子电池中的导电添加剂，所以说目前市面上的石墨烯电池是借用概念。
所以说，石墨烯电池（锂离子电池这一系）的商用，至少目前来看，短期是无法实现的。这个因素不仅涉及到石墨烯的高质量的合成及分散，同时也涉及到石墨烯这个材料本身在电化学储能理论上的可行性。
石墨烯已经商用了，而且市场已经有几十亿了，预计今年市场会达百亿规模。近期中国石墨烯可再生技术获得重大突破，中国科学院上海微系统所信息功能材料国家重点实验室研究人员实现了石墨烯单晶在六角氮化硼表面的高取向快速增长，这一技术可以避免石墨烯在生产中因为物理转移而导致介面污染或破损缺陷，从而可以使石墨烯更好地在集成电路深层应用中有更好发挥。石墨烯是一种特殊的纳米级材料，最早由科学家在实验室里制得，由于其具有出色的电学性能，良好的热导率与卓越的力学性能，因为石墨烯被视作21世纪的“神奇材料”，并将在电子信息、航空航天、汽车与能源领域带来巨大革新。除了石墨烯再生技术获得重大突破外，近期我国石墨烯产业还有以下利好消息。
近日，国内研究人员对外表示，有关石墨烯的超级锂电池研发顺利，有望在2015年实现量产。以石墨烯为原料的锂电池能量密度高达600wh/kg，是传统动力锂电池的5倍，石墨烯电池研发成功后，国内新能源汽车续航将大大提升，新能源汽车的推广难题也有望得到解决
2015年3月，我国研制的全球首批石墨烯量产手机影驰“SETTLER α(开拓者α)”在重庆问世。该批量产石墨烯手机搭载了全新的石墨烯触摸屏、锂电池与散热膜，与传统智能手机相比，具备更高的触摸灵敏度、更高电池续航与更好的散热性能。石墨烯手机量产，体现了我国石墨烯产业从原材料到组装再到智能手机的有机结合，是我国石墨烯产业化的一大进步。
