你知道石墨烯在鋰離子電池負極材料的應用嗎？石墨烯作為一種新型材料，也是近年來研究較多的一種材料，因其具有良好的導電性能和倍率性能，在鋰離子電池正極材料和負極材料領(lǐng)域極具應用潛力。石墨烯鋰電池負極材料的高導電性、高導熱性、高比表面積、等諸多優(yōu)良特性，一定程度上對解決該問題有著非常重要的理論和工程價值。

　　石墨烯在用作鋰離子電池正負極材料具有以下優(yōu)勢：

　　①石墨烯具有超大的表面積（2630m2/g）比，可降低鋰離子電池的極化，從而減少因極化造成的能量損失；

　?、谑┚哂辛己玫膶щ姾蛯崽匦?，即具備良好的電子傳輸通道和穩(wěn)定性。

　?、凼┢瑢拥某叨仍谖⒓{米量級，遠小于體相石墨的，這使得Li+在石墨烯片層之間的擴散路徑縮短；片層間距的增大也有利于Li+的擴散傳輸，有利于鋰離子電池功率性能的提高。

　　不過一般鋰電池廠家都是將石墨烯應用于鋰離子電池的負極，石墨烯在鋰電池負極材料中可能應用的領(lǐng)域有：

　　1.石墨烯可單獨用于負極材料；

　　2.與其它新型負極材料，比如硅基和錫基材料以及過渡金屬化合物形成復合材料；

　　3.負極導電添加劑。

　　對于鋰離子電池的負極材料而言，過渡金屬氧化物或具有前景的Si基材料進行石墨烯摻雜后在比容量、電壓特性、內(nèi)阻、充放電性能、循環(huán)性能、倍率性能等電化學性能方面已經(jīng)表現(xiàn)出了優(yōu)異的特性。

　　石墨烯基中雜原子摻雜引入了更多的表面缺陷，提高石墨烯材料的電導率，得復合材料擁有更優(yōu)良的性能。鋰電正極材料類似，引入石墨烯材料到鋰離子電池正極材料系統(tǒng)可以提高正極材料的電導率，保護正極材料避免粉化、崩塌，抑制正極材料的溶解。

　　石墨烯電池是一種僅由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型晶格的平面薄膜，亦即只有一個碳原子厚度的二維材料。相比其他炭材料如碳納米管，石墨烯具有獨特的微觀結(jié)構(gòu)，這使得石墨烯具有較大的比表面積和蜂窩狀空穴結(jié)構(gòu)，具有較高的儲鋰能力。此外，材料本身具有良好的化學穩(wěn)定性、高電子遷移率以及優(yōu)異的力學性能，使其作為電極材料具有突出優(yōu)勢。

　　石墨烯可以作為一種優(yōu)異的基體材料在鋰電池復合電極材料中發(fā)揮更大的作用。將石墨烯與天然石墨、碳納米管、富勒烯等碳材料復合，能利用石墨烯的特殊片層結(jié)構(gòu)，改善材料的力學性能和電子傳輸能力。同時，摻雜后的石墨烯片層間距增大，提供更多的儲鋰空間。

　　此外，石墨烯還可以用于改性其他非碳基負極材料。目前研究的鋰離子電池非碳基負極材料主要有錫基、硅基以及過渡金屬類為主的電極材料，這類材料具有高理論容量，但其缺點是在嵌鋰/脫鋰過程中體積膨脹收縮變化明顯。石墨烯摻雜改性后的復合材料能改善這兩種材料單獨使用時的缺點。

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