鉅大LARGE | 點擊量：271次 | 2023年08月15日
石墨烯電池在鋰電池領域的未來發展前景如何
在科學技術高度發達的今天，各種各樣的高科技出現在我們的生活中，為我們的生活帶來便利，那么你了解這些高科技可能會含有的石墨烯電池嗎?
石墨烯是具有由碳原子組成的六邊形蜂窩晶格的平面二維納米材料。CC鍵的長度為0.141nm，理論密度為約0.77mg/m2，厚度僅為碳原子的直徑。碳原子以sp2的方式參與雜交，并且電子可以在層之間平穩地傳導。因此，石墨烯具有優異的導電性，并且目前被認為是具有最小電阻率的材料。這也是石墨烯在電池開發中擁有光明前景的原因。一。
石墨烯材料具有優異的導熱性，并且單層材料的理論室溫導熱率可以達到3000-5000W/(m*K)。此屬性可用于研究電池運行期間的散熱問題。它具有優異的機械性能，是一種具有優異韌性和強度的材料，可用于柔性電極材料的開發和研究。另外，石墨烯的高比表面積和高透光率也具有很高的研究價值。
鋰烯電池是由石墨烯復合納米材料制成的陰極，以涂覆金屬鋰為負極，并且陶瓷纖維隔板用于抵抗耐火電解質的成分。涂覆的鋰薄片抑制鋰樹枝狀晶體的生長。纖維膜片可以防止意外的樹突滲透，并且防火防爆的電解液可以防止火災和爆炸事故。基于石墨烯的特殊理化特性，石墨烯在電極材料研究領域具有巨大的發展潛力。根據不同的應用領域，石墨烯材料在鋰離子電池中的應用可大致分為三類：石墨烯在正極材料中的應用，在負極材料中的應用以及在鋰離子電池中的其他應用。
目前，石墨烯以三種形式添加到鋰離子電池中：導電添加劑，電極復合材料，并直接用作負極材料。其中，石墨烯導電添加劑的導電性和放電性能遠遠優于傳統導電劑。它們在制備過程中不涉及復雜的合成過程，因此可控性強，難度低，成功率高。目前，石墨烯對導電劑的研發技術已經比較成熟。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
以機械石墨烯為重要新材料制成正極，以涂層金屬鋰為負極，組成鋰烯電池，經過一千多次循環，結果證明，比容量初始最高可達1800mAh/g，100次時穩定在1200mAh/g以上，約等于一般鋰離子電池的4～5倍。200次時穩定在1100mAh/g，400～00次也一直穩定在1000mAh/g以上，至700～800次，都是在900mAh/g以上，至1100次時，也還有700mAh/g以上的比容量，比一般的鋰離子電池高出兩三倍。2019年又有了顯著進展，在比容量提升至2700mAh/g以上的同時，也感受到了鋰烯電池的能量還有很大的上升空間。
研究發現，石墨烯將LiFepO4半包裹后形成的材料可以提高LiFepO4材料的導電性能，但將其全包裹后離子傳輸效率下降，并推測可能是因為鋰離子無法通過石墨烯的六元環結構。有研究人員將LiFepO4納米顆粒與氧化石墨進行超聲混合，制得了微觀結構更加工整的LiFepO4/石墨烯復合材料。該材料經過進一步的常規碳包覆后嵌鋰比容量大大提升，可在60C高倍率條件下仍然維持在70mAh/g左右。
盡管LGGFlex可以自我修復輕微的劃痕，但仍不能改變容易損壞的手機的缺點。但是，假如將來手機和其他數字產品可以使用石墨烯作為外殼，它們將變得堅如磐石。根據美國化學學會的一份報告，石墨烯比鋼堅硬200倍，這顯然非常耐用。哥倫比亞大學的研究人員說，石墨烯具有一定程度的延展性，可以拉伸20%。換句話說，石墨烯實際上是一種柔性材料，類似于橡膠。三星一直在研究石墨烯晶體管以生產柔性屏幕。另外，石墨烯電池還具有一定程度的耐水性，并有望應用于新一代的防水設備。
石墨烯具有良好的導電性，但是其二維微觀結構易于相互堆疊，這使得對石墨烯獨立電極材料的研究不盡人意。它重要表現為電池的差速性能和低循環效率。Honma等人制備的石墨烯的可逆比容量。在第一個循環中可達到540mAh/g(電流密度為50mA/g)，但可逆比容量在多個循環后下降得更快。
以上就是石墨烯電池的一些值得大家學習的詳細資料解析，希望在大家剛接觸的過程中，能夠給大家一定的幫助，假如有問題，也可以和小編一起探討。
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