介绍石墨烯作为锂电池负极资料的优势
来源：宝鄂实业
2019-10-23 11:51
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石墨烯作为锂电池负极资料的优势
1.石墨烯具有超大的比表面积(2630m2/g)，可降低锂电池极化，从而减少因极化构成的能量损失。
2.石墨烯具有优秀的导电和导热特性，即具有杰出的电子传输通道和稳定性。
3.石墨烯片层的标准在微纳米量级，远小于体相石墨的，这使得Li+在石墨烯片层之间的分散路径缩短;片层距离的增大也有利于Li+的分散传输，有利于锂离子电池功率功能的进步。
石墨烯因其高导电、导热效应等而备受储能范畴的关注，其复合资料用作锂电池负极资料是明显提升了锂电池的电化学功能。
石墨烯负极资料的发展前景
石墨烯因为其共同的二维结构、优异的电子传输能力以及超大的比表面积等优势极有潜力替代石墨成为新一代锂电池负极资料。石墨烯的储锂机制与其他碳资料类似，充电时锂离子从正极脱出经过电解质嵌入碳资料层间构成构成Li2C6，放电时锂离子脱出返回正极。
因此较之石墨，以石墨烯为负极更有利于进步电池功能。从石墨烯电池的概念提出以来，很多学术研究成果标明石墨烯锂电池可逆容量可达500mAh/g以上，以及具有超卓的倍率功能。
现在负极资料主要以天然石墨和人造石墨为主，这两种石墨各有优劣。假如将石墨烯用作锂电负极资料的话，需求独立的上下游产业链、昂贵的价格还有杂乱的工艺，这让众多负极资料厂商望而却步。
在正极复合资料中，石墨烯二维高比表面积的特别结构及优异的电子传输能力，能有效改进正极资料的导电功能，进步锂离子的分散传输能力。相比于传统导电添加剂，石墨烯导电剂的优势在于能用较少的添加量，达到更优异的电化学功能。此外，也有石墨烯包覆正极资料如磷酸铁锂，锰酸锂的相关报导。
负极资料方面，纯石墨烯资料因为首次循环库仑功率低、充放电平台较高以及循环稳定性较差，并不能替代现在商用的碳资料直接作为锂离子电池负极资料使用。但石墨烯可以作为一种优异的基体资料在锂电池复合电极资料中发挥更大的作用。将石墨烯与天然石墨、碳纳米管、富勒烯等碳资料复合，能利用石墨烯的特别片层结构，改进资料的力学功能和电子传输能力。一起，掺杂后的石墨烯片层距离增大，提供更多的储锂空间。
锂电池负极资料的能量密度是影响锂电池能量密度的主要因素之一，石墨烯电池是一种由碳六元环构成的新型碳资料,具有很多优异的功能，如大比表面(约2600m2g-1)、高导热系数(约5300Wm-1K-1)、高电子导电性(电子迁移率为15000cm2V-1s-1)和杰出的机械功能，被作为锂电池资料而备受关注。石墨烯直接作为锂电池负极资料时，具有非常可观的电化学功能。
石墨烯电池是近年来研究较多的一种新型资料，具有杰出的导电功能和倍率功能，在锂离子电池正极资料和负极资料范畴极具应用潜力。负极资料作为锂电池四大组成资料之一，在进步电池的容量以及循环功能方面起到了重要作用。
